改进的 Hodgkin & Huxley 型枪乌贼动作电位模型
神经元与认知
2020-02-07 v2
摘要
通过扩展用于枪乌贼灌流巨轴突静息态膜电位的粗略 Goldman-Hodgkin-Katz 电扩散模型，我们重新表述了 Hodgkin-Huxley（HH）现象学定量模型，创建了一个更简单且更基于电扩散原理的新模型。与 HH 类似，我们的动力系统表现为一个四维谐振子，呈现阈下振荡。所预测的 20 摄氏度下动作电位传播速度与 HH 在 18.5 摄氏度下的实验值吻合良好。当外部钙离子浓度降低后，我们的模型预测在膜受到短暂（0.1 ms）去极化电流刺激时会产生重复性反弹动作电位，与实验一致。与 HH 模型不同，我们的模型预测（与实验一致） prolonged 恒流刺激不会在灌流轴突中产生脉冲序列。我们的谐振子模型预测在 prolonged 超极化刺激后会出现反弹放电，这一现象由 HH 在 18.5 摄氏度下观察到，但其定量模型在该温度下未预测到。我们的电扩散模型还预测在室温下由短暂超极化促进的放电，而 HH 模型仅在低得多的温度（约 6 摄氏度）下才预测到。我们比 HH 更完整地定性讨论了决定静息电位和动作电位的各种物理效应的温度依赖性。
引用
@article{arxiv.1908.05086,
title = {Improved Hodgkin & Huxley-type model for action potentials in squid},
author = {P. J. Stiles and C. G. Gray},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.05086},
year = {2020}
}
备注
29 pages, 7 figures This replacement version contains a new section on periodic action potentials in low external calcium ion environments. It also includes expanded discussions of temperature dependences and oscillator behaviors of membrane potentials