从建模到理解：神经中的信号
生物物理
2024-12-24 v1
摘要
本文试图回顾我们过去十年在神经信号传播方面的研究。强调了跨学科研究的必要性，这有助于理解神经中电、机械和热效应耦合的物理机制。基于对轴突结构特性以及不同物理现象之间可能相互作用机制的分析，我们提出了一组假设和猜想。作为概念验证，我们提出了一个相当通用的数学模型来描述无髓鞘轴突中的波系综。该模型由几个控制方程（“构建块”）组成，这些方程通过描述效应之间相互作用的力耦合。使用无量纲变量的数值模拟显示出与实验相当好的定性匹配。进一步将该模型推广到有髓鞘轴突过程的物理单位，可以得到与测量更接近的结果。基于建模和计算机模拟实验，我们制定了建模这种复杂电生理过程的指南。这些指南反映了在建模中遵循物理原理以及来自连续介质力学和数学的跨学科知识的重要性。
引用
@article{arxiv.2412.17413,
title = {From modelling to understanding: the signals in nerves},
author = {Jüri Engelbrecht and Kert Tamm and Tanel Peets},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.17413},
year = {2024}
}