模型化肥胖轴突波导中的光学极化演化：考虑真实不完美因素
生物物理
2026-05-18 v1
摘要
轴突光子信号被提议为神经通信的一种潜在模式，其中信息可能不仅通过光子数和波长编码，还通过极化编码。尽管已有计算研究考察了结构缺陷对光传输的影响，但其对极化保真性的影响尚未探讨；此前关于轴突极化保真性的建模主要聚焦于理想几何结构。本研究在包含四个Ranvier节点的模型中，纳入了三个典型于体内轴突的结构缺陷：髓鞘厚度变化、非圆形横截面轮廓以及轴突弯曲。我们发现，仅髓鞘厚度变化对保真性影响甚微，而非圆形横截面显示出强烈的模式依赖性。轴突弯曲影响最大，产生大幅波动和显著的保真性谷。当所有缺陷组合到单个轴突模型中时，仿真显示保真性出现显著下降，但某些模式表现出恢复，反复的 revivals 可达到约0.8的值，这超过了单一缺陷情形下观察到的 revivals。总体而言，结果表明尽管结构缺陷影响极化，但即使在真实轴突中，基于极化的光子信号仍可能可恢复，这为脑中基于极化的光子信号通讯的可行性提供了支持。
引用
@article{arxiv.2605.15211,
title = {Modeling Optical Polarization Evolution in Myelinated Axon Waveguides with Realistic Imperfections},
author = {Ethan Davies and Rishabh and Christoph Simon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.15211},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 10 Figures