量化决定个体突触上诱发与自发突触传递所介导 NMDA 受体电流独立激活的约束条件
神经元与认知
2022-10-11 v1 动力系统
摘要
突触通过称为突触融合的化学反应在突触前与突触后末梢之间作用于神经传递。突触前末梢要么响应动作电位释放神经递质，要么自发地独立于突触前活动释放。然而，诱发与自发神经传递激活突触后末梢的机制仍不清楚。为解决此问题，我们利用数学模拟考察了自发与诱发神经传递的可能性。我们旨在阐明可能决定响应诱发与自发谷氨酸分子释放时 N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体介导电流独立激活的生物物理约束。为识别自发与诱发谷氨酸释放之间的空间关系，我们考虑了定量因素，如突触大小、扩散迁移率的非均匀性、突触间隙的几何形状以及神经递质释放速率。模拟结果表明，当突触尺寸较小且间隙空间在外周区域比中心区域更紧密时，从中心和边缘释放的两种信号发生串扰的可能性较高。当突触尺寸较大、间隙空间在中心区域比外部区域更具亲和性，且融合几何形状具有较窄空间时，则会产生更多来自中心和边缘的两种模式电流独立的机会。计算结果与现有实验发现吻合良好，并可作为进一步探索识别诱发与自发释放独立性的路线图。
引用
@article{arxiv.2210.03910,
title = {Quantifying constraints determining independent activation on NMDA receptors mediated currents from evoked and spontaneous synaptic transmission at an individual synapse},
author = {Sat byul Seo and Jianzhong Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03910},
year = {2022}
}