利用高密度细胞外电压记录识别多房室Hodgkin-Huxley模型
神经元与认知
2025-12-04 v2
摘要
多房室Hodgkin-Huxley模型是描述电信号如何在神经元中传播的生物物理模型，它们构成了我们在细胞水平上对神经计算知识的基础。然而，这些模型有许多必须为每个细胞估计的自由参数，现有的拟合方法依赖于在体内难以获得的细胞内电压测量。神经记录技术的最新进展，如高密度探针和阵列，使得能够从神经元周围的许多位点密集采样细胞外电压，从而允许同时间接测量细胞的许多房室。在这里，我们提出了一种仅使用细胞外测量来推断底层膜电压、生物物理参数以及神经元相对于探针位置的方法。我们使用扩展卡尔曼滤波器，利用高效、可微分的模拟器来推断膜电压和通道状态。然后，我们通过使用基于梯度的方法最大化边际似然来学习模型参数。我们使用模拟数据和真实神经元形态证明了该方法的性能。
引用
@article{arxiv.2506.20233,
title = {Identifying multi-compartment Hodgkin-Huxley models with high-density extracellular voltage recordings},
author = {Ian Christopher Tanoh and Michael Deistler and Jakob H. Macke and Scott W. Linderman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20233},
year = {2025}
}