神经元如何知道一个特定的信号是不是它们的?

时间:2021-07-30 09:36:15   作者:
事实证明,在其他条件不变的情况下,细胞对电流源并没有选择性的响应(除了一些假设的例外)。首先,我将介绍一些将神经元网络建模为电路的方法,然后我会提供一些证据来证明这是正确的。

如果神经系统是一个等效电路,那么将有数万亿串联或并联的电阻、电容器和电压源。让我给你举几个例子:


单个细胞


神经元如何知道一个特定的信号是不是它们的?

对于单个电池(单个隔间),电池分别代表钠、钾和泄漏电流,而膜的其余部分就像一个电容器。

为了模拟更复杂的细胞,有多个室(体细胞、树突或轴突),你可以像[2]这样把这些回路单元串在一起

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网络化的细胞


为了把细胞网络在一起,你要么需要一个分析的表达,机械模型来处理突触动力学。人们这样做的一些方式如下:

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解析表达式可以简单到用两个指数的差来近似突触后由于突触前的二元动作电位事件而产生的兴奋性突触后电流。


细胞怎么知道电流来自哪里?


细胞既不知道也不关心兴奋电流或抑制电流从何而来。我们对此的主要证据是,通过电极诱导的细胞外电流非常容易激活神经组织。无论去极化电流的来源如何,只要细胞膜电位达到激活阈值,神经元就会兴奋地放电。虽然这似乎是我们中枢和外围神经系统的一个设计缺陷,但它也让许多以前的科幻小说,即将成为现实。否则,通过细胞外电极阵列以及神经调节装置(如耳蜗、视网膜和脑深部刺激植入)发挥作用的脑计算机接口就不可能实现。
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