脉冲时序依赖性塑性与随机输入塑造模型 STN 神经元的间歇间隔规则性

神经元振荡与帕金森病（PD）的症状密切相关。在本研究中，我们探讨了随机波动（或“随机输入”）如何影响大脑状态中的这些振荡，这些状态反映了相互连接神经元的集合活动。这些随机输入在亚旞脑核（STN）的上下文中建模，后者与 PD 相关，而其与突触动力学以及突触时序依赖性塑性（STDP）在健康和 PD 患者神经元中的相互作用。具体而言，我们研究了随机突触输入及其相关性对 STN 神经元膜电位的影响。我们的结果表明，这些随机输入显著影响 STN 神经元的放电模式，无论是健康细胞还是接受深部脑刺激（DBS）治疗的 PD 患者细胞。我们还发现，STDP 增加了输出神经元放电间隔（ISI）火花列的规则性。然而，引入随机不应期和波动输入电流可诱发火花列更大的规则性。此外，当随机输入与 STDP 组合时，不同神经元活动之间的相关性会增加。这些发现表明，STN 神经元的随机动力学与 STDP 的相互作用，可能为理解 PD 症状及其潜在管理提供了见解。