秀丽隐杆线虫神经元网络的结构特性
神经元与认知
2011-02-07 v4
摘要
尽管最近对重建神经元网络产生了兴趣，但在单个突触水平上的完整接线图仍然稀少，并且它们能提供的功能见解仍不清楚。即使对于秀丽隐杆线虫（其神经元网络相对较小且在不同个体间具有刻板性），已发表的接线图既不准确也不完整和自洽。利用White等人的资料和新的电子显微照片，我们组装了雌雄同体秀丽隐杆线虫完整、自洽的间隙连接和化学突触网络。我们提出了一种可视化接线图的方法，该方法反映了网络信号流。我们计算了网络的统计和拓扑性质，例如度分布、突触多重性和小世界性质，这些有助于理解网络信号传播。我们识别了可能在信息处理中发挥核心作用的神经元以及可作为网络功能模块的网络基序。我们使用线性系统理论探索了响应感觉或人工刺激的神经元活动传播，并发现了几个可作为先前描述行为基础的活性模式。最后，我们分析了间隙连接网络和化学突触网络之间的相互作用。由于秀丽隐杆线虫网络的几个统计性质（如多重性和基序分布）与哺乳动物新皮层中发现的相似，它们很可能指出了神经元网络的普遍原理。本文报告的接线图有助于通过生成关于涉及遗传扰动、激光消融或监测响应刺激的神经元活动传播的未来实验的预测，来理解行为的机制基础。
引用
@article{arxiv.0907.2373,
title = {Structural Properties of the Caenorhabditis elegans Neuronal Network},
author = {Lav R. Varshney and Beth L. Chen and Eric Paniagua and David H. Hall and Dmitri B. Chklovskii},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.2373},
year = {2011}
}