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Articles by Anne-Elise Tobin in JoVE
JoVE General
Homarus Americanus Stomatogastric 신경계의 해부
Volen Center for Complex Systems, Brandeis
우리는 미국의 바닷가재의 뱃속에서 stomatogastric 신경계의 미세 절개를 설명 (
JoVE General
랍스터의 뱃속의 총 해부, Homarus Americanus
Volen Center for Complex Systems, Brandeis
우리는 미국의 바닷가재의 뱃속의 총 절개를 설명 (
Other articles by Anne-Elise Tobin on PubMed
Myomodulin Ih 늘어나고 NA/K 펌프 거머리 심장 수에 파열 변조를 억제 한다
약 거머리 리듬 활성 14 interneuron 네트워크 하트 비트에 대 한 중앙 패턴 생성기를 작성합니다. 두 segmental ganglia 시프 금지 심장 수 (발진기 수)의 양자 쌍 생산 교대로 반복 되는 행동 잠재력의 파열의 리듬 패턴을 창출 네트워크에 활동 보. Neuropeptide myomodulin이 붕괴 하는 동안 감소 하 고 intraburst 스파이크 주파수 발진기 수가 포함 된 격리 된 중추에 적용 될 때 증가 합니다. Myomodulin 또한 기간 감소, 스파이크 주파수 증가 및 synaptically (bicuculline)와 격리 된 발진기 수에 생 붕괴의 견고성을 증가 시킵니다. Hyperpolarizing 경사로 사용 하 여 전압 클램프 실험, 우리 hyperpolarization 활성화 현재 속성을 myomodulin로 elicited 막 전도도 증가 식별. 전압 단계는 myomodulin 실제로 hyperpolarization 활성화 현재 i(h)의 최대 전도도 증가 확인. 비슷한 실험 cs(+)를 사용 하 여 i(h)를 차단 하는 myomodulin 또한 전도도의 증가와 연결 된 현재 진입로에서 꾸준한 오프셋 하면 보여 줍니다. 이 현재 오프셋 ouabain, 나타내는 해당 myomodulin Na/K 펌프 억제에 의해 차단 됩니다. 전류 클램프 실험에서 cs(+)와 i(h)를 차단 하 고 myomodulin 감소 기간 증가 스파이크 교류의 주파수 발진기 수, 제안 하는 이러한 버스트 특성을 변조 억제 Na/K 펌프 연결 synaptically 파열. 이러한 관측 myomodulin 기간 감소 및 증가 스파이크 생 synaptically 격리 된 발진기 심장 수에 파열 하 고 적어도 부분적으로, I(h) 증가 하 여 고 Na/K 펌프를 줄여 시프 금지 수, 쌍의 파열 번갈아의 주파수를 나타냅니다.
창조와 거머리 심장 Interneuron의 형태학 세부 모델의 감소
전도도 기반 신경 모델 보조 역할 내장 및 시 냅 스 전류를 이해 신경 활동을 생산에서 재생. 형태학 세부 모델로 통합 전기 이벤트의 공간 분리 및 적극적이 고 시 냅 스 conductances의 nonhomogeneous 분포의 추가 분석을 위해 수 있습니다. 우리는 이러한 수에서 합리적으로 잘 세포내 음반을 복제 하는 거머리 심장 interneuron의 형태학 세부 "전체 모델" 개발. 그러나, 그것은 수백 개의 구획, 각 증가 매개 변수 공간 및 시뮬레이션 시간 구성. 전도도 밀도 및 분포를 유지 하면서 전체 모델의 구획의 수를 줄이기 위해, 그것의 구획은 각각 동일한 전도도 밀도 공유 기능 그룹으로 그룹화 했다. 각 기능 그룹 하나 또는 두 개의 구획, 면적, 전도도 밀도 및 입력 저항에 기여를 보존을 순차적으로 감소 했다. 그 결과, 입력된 저항 및 막 시간 상수 유지 했다. 여러 구획의 축방향 저항 시 냅 스 전류 진폭 낮은 임계값 칼슘 전류와 전체 모델을 행동 잠재력의 모양에 맞게 rescaled 했다. 내장 conductances이 감소 모델 일치 다양 한 전류 클램프 및 전압 클램프 시뮬레이션 된 데이터에 대 한 전체 모델 활동. 노출 영역 및 전체 모델의 기능 그룹의 전도도 분포 유지 했다, 매개 변수 변경 감소 모델에 도입 전체 모델 직접 번역 될 수 있습니다. 따라서 우리의 계산 효율 감소 형태 모델 네트워크 시뮬레이션에서 전체 모델의 매개 변수 공간 탐험을 위한 도구로 사용할 수 있습니다.
생 및 반 센터에서 파열 거머리 심장 수의 모델에 영감을 형태학
"완전 모델" 거머리 심장 interneuron의 자세한 형태를 바탕으로, 우리가 이전에 계산 효율, 형태학 영감을 "감소 모델을 개발" 생 붕괴와 붕괴 (시프 억제 시 냅 스와 결합 하 여) 반 센터 발진기로 구성 된 경우 교대로 반복 되는 생산 모델 튜닝을 신속 하 게. 찾을 전도도 생 붕괴 생성 밀도 분포, 유전자 알고리즘 자동된 매개 변수 검색을 구현 했습니다. 여러 검색을 우리는 생산 감소 모델에서 생 붕괴 8 매개 변수 집합을 발견. 때 이러한 매개 변수 집합은 전체 모델에 적용 된, 모든 생산 생 붕괴 시뮬레이션 시간을 300 80에서 확장 하는 때 비록 s, 생산 하는 4 개의 매개 변수 집합 지속 감소 모델에서 붕괴. 모든 매개 변수 집합 생산 반 센터 전체 300에 걸쳐 간단한 전체 모델에 파열 교대로 반복 되는 s. 전도도 진폭 했다 체계적으로 각 4 개의 지속적인된 burster 집합에 대 한 다양 하 고, 붕괴 활동 효과 달랐다, 모두 동일한 매개 변수 설정의 감소와 전체 모델 및 형태학 세부 동일한 수준으로 다른 매개 변수 집합에 대 한. 즉, 형태학 세부 버스트 활동에 영향을 미칠 수 및 이러한 매개 변수 세트 버스트 생성 및 규제에 대 한 서로 다른 메커니즘을 나타낼 수 있습니다. 우리는 또한 실험 조작에 해당 하는 매개 변수가 유사 모델을 테스트 했습니다. 우리는 여러 다른 매개 변수 집합으로 비슷한 출력을 얻을 수 있습니다, 반면 전도도 변화 같은 물결, 차이 강조 수 있습니다 결론 지었다. 또한,이 작품에는 유틸리티 및 형태학 더 정확한 모델을 표현 하기 위해 단순화 된 모델을 사용 하 여 제한 보여 줍니다.
얼마나 타이트 하 게 조정 된 네트워크 매개 변수는? 작은 리듬 모터 네트워크에서 계산 및 실험적인 연구의 통찰력
기본 conductances 변수 집합이 신경 활동의 특정된 패턴에 생산 수 있습니다 보여 주는 이론적이 고 실험적인 연구를 설명 하 고. 실험적인 작품을 다른 동물에서 개별 확인 된 신경 세포 나타날 유사 2-5 배 정도로 특정 이온 채널의 전도성 밀도에 보여 줍니다. 이론적 작업이 범위의 많은 그들의 최대 conductances에서 변형 모델 비슷한 활동을 생성할 수 있습니다 보여 줍니다. 함께, 이러한 관측 신경 세포 및 네트워크 이전에 생각 했던 것 보다 덜 타이트 하 게 조정 될 수 있습니다 것이 좋습니다. 따라서, 우리가 주장 하는 신경 기능의 단일 정식 모델을 구축 하기 보다 그것은 생성 하 고 비슷한 동작을 제공 하는 모델의 큰 가족 분석 하이 유용할 수 있습니다.
이온에 상관 관계 리듬 활성 뉴런에서 Mrna를 채널
어느 정도로 다른 동물에서 확인 된 마 뉴런 이온 채널 유전자의 표현에 다? 같은 종류의 뉴런에서 이온 채널 식 매우 변수입니다 또는 보존은 이온 채널 식 사이 어떤 관계를 거기?
이온 채널 Conductances Coregulation 갑각류 심장 모터 뉴런의 계산 모델에 대 한 출력을 유지합니다
신경 및 네트워크 수준에서 비슷한 활동 패턴은 막과 시 냅 스 전도도 값의 서로 다른 조합을에서 발생할 수 있습니다. 셀 형식에 따라 다릅니다 균형을 안쪽으로 그리고 밖으로 전류를 통해 신경 세포가 그들의 전기 출력을 유지할 수 있습니다 전략이입니다. 인코딩 갑각류 심장 신경 절에서 모터 신경 세포 내의 이온 채널 단백질 mRNA 성적표의 측정 최근 특정 채널 유형 간의 상관 관계를 밝혔다. 잠재적으로 이러한 상관 관계에서 발생 하는 내장 전류의 균형 유지 특정 전기 셀 출력 여부를 확인 하려면 우리는 생물 학적 데이터를 사용 하 여 갑각류 심장 신경의 공칭 생물 리 모델을 개발 했습니다. 이온 전류는 coregulation 나타났다 공칭 모델에서 예측 모터 신경 활동의 주요 특징을 보존할 수 있습니다. 우리는 다음 생물 학적 데이터 집합에 상관 관계에 있는 변이와 의미 있는 비교를 위해 설정 적절 한 모델을 선택 하는 다차원 매개 변수 공간 샘플링의 방법론을 개발 했다.
