Generalized cable theory for neurons in complex and heterogeneous media

电缆理论在过去几十年中得以发展，通常假设膜周围的细胞外空间是完美电阻。然而，由于极化、离子扩散或电容效应等各种现象，细胞外介质可能表现出更复杂的电学特性，但它们对电缆特性的影响尚不清楚。在本文中，我们将电缆理论推广到嵌入任意复杂细胞外介质中的膜。我们概述了广义电缆方程，然后考虑特定情况。最简单的情况是电阻性介质，此时方程回归传统电缆方程。我们表明，对于更复杂的介质，例如存在离子扩散时，对电压衰减等电缆特性的影响可能非常显著。我们通过将广义电缆与传统电缆进行比较，始终在数值上说明这一点。我们得出结论，细胞内和细胞外介质的性质可能对电缆滤波以及神经元的被动整合特性产生强烈影响。