神经元 - 表面结中的细胞外电信号：非均匀膜电导模型
生物物理
2012-02-22 v1
摘要
利用细胞外平面传感器从神经元记录的信号具有广泛的波形和幅度。这种多样性是由影响穿过细胞膜的离子电流的不同物理条件造成的。宏观膜模型通常将跨膜电流视为本质上的均匀过程。然而，这一假设值得怀疑，因为离子通过散布在膜内的离子通道移动。考虑到这一事实，本研究提出了一种非均匀膜电导的理论模型。该模型基于以下假设：由于非均匀跨膜电流的直接后果，电势和电荷在膜表面非均匀分布，并集中在通道孔附近。一组具有非稳态和准稳态形式的连续性方程在数学上表达了这一事实。本研究对提出的方程进行了数学分析，随后合成了非均匀膜电流的等效电学元件。该元件进一步用于构建等效电路形式的细胞 - 表面电结模型。此后，研究了非均匀膜电导如何影响细胞外电信号的参数。结果发现，细胞 - 表面结的被动特性、裂隙电导率和裂隙高度的变化可能导致细胞外信号形状的不同。
引用
@article{arxiv.1202.4710,
title = {Extracellular electrical signals in a neuron-surface junction: model of heterogeneous membrane conductivity},
author = {Pavel M. Bulai and Pavel G. Molchanov and Andrey A. Denisov and Taras N. Pitlik and Sergey N. Cherenkevich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.4710},
year = {2012}
}