从神经元细胞膜电流信号测量其熵
神经元与认知
2025-08-05 v1 生物物理
计算物理
摘要
本研究旨在探讨如何使用记录自小鼠中顶叶前额叶（mPFC）神经元膜离子电流信号来测量神经元细胞的熵。采用样本熵和标度谱熵作为熵测量方法。众所周知，随着系统向平衡态移动，熵值会增加。因此，在活细胞的电活动过程中，预计熵值在膜电位达到"纳恩斯特平衡电位"（或离子平衡）时达到最大值。然而，观察到的通过传统计算获得的熵值并未在离子平衡状态达到峰值。因此，本文提出了两种修改这些测量方法的方案，以将熵值调整到离子平衡电位的峰值。通过这些提出的修改方法，观察到的熵值在离子平衡电位附近达到峰值。这些改进方法已成功使用 Logistic 图进行验证。此外，比较了熵结果与 Lyapunov 指数。结果表明，可以使用熵测量来分析活细胞的行为。结果还表明，该方法可用于检测肿瘤细胞和正常细胞之间的行为差异，或药物对细胞的作用。
引用
@article{arxiv.2508.00968,
title = {Measuring the entropy of a neuron cell from its membrane current signal},
author = {Mahmut Akilli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.00968},
year = {2025}
}