단기 소성 모양 Globus Pallidus에서 시뮬레이션 된 정상 및 Parkinsonian 입력된 패턴에 대 한 응답

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Jun, 2002  |  Pubmed ID: 12077211

기저 ganglia 구조 운동과 동기 파 킨 슨 병에서 붕괴 하는 동안 강한 활동 변조 표시. 최근 작업 단기 시 냅 스가 소성 (STP) postsynaptic 대상에 임시 활동 패턴의 효과에 중요 한 역할을 할 수 것으로 나타났습니다. 파 킨 슨 병에 맞춰서 파열 기초를 제안, globus pallidus (GP) 연결을 시상 핵 (STN)에서 STP의 역할을 확인 하려면 우리가 먼저 STP 전기 입력된 자극 체 외의 기차를 사용 하 여 측정 됩니다. GP에 대 한 역 입력 촉진 및 10-100 Hz의 입력된 주파수와 함께 우울증 일반적으로 표시 하 고 촉진은 기차에서 처음 몇 입력에 대 한 지배 하지만 우울증 이후에 이상 걸립니다를 찾았습니다. 우리 촉진 및 STP의 계산 모델을 사용 하 여 우울증의 강도와 시간 코스 계량. STP 모델을 사용 하 여, 우리 보통 및 Parkinsonian 역 활동의 시 냅 스 전도성 패턴을 생성 하 고 GP 뉴런에 동적 클램핑 하는 기술을 사용 하 여 체 외에 이러한 conductances를 적용. 우리는 STP 제어 기울기와 역 입력의 다른 수준에 대 한 응답으로 발생 하는 GP 신경의 안정 상태 수준을 설명 하는 함수의 형태를 보여줍니다. 또한, 우리 STP 응답 GP 뉴런의 파열을 변조 하 고 입력된 패턴에서 일시 중지 표시. 이러한 연구 결과 STP 변조 스파이크 속도 GP 활동 정상 상태 뿐만 아니라 파 킨 슨 병에서의 시간적 패턴에 중요 한 역할을 나타냅니다.

가슴 X-레이의 손실 데이터 압축의 평가: 수신기 작동 특성 연구

Investigative Radiology. May, 2003  |  Pubmed ID: 12750612

32: 1 압축/압축 풀기 다른 이미지 압축 알고리즘으로 후 가슴 방사선의 품질을 평가.

소 뇌 피 질에 아무 병렬 섬유 Volleys: 컴퓨터 모델 및 취 쥐에서 녹음 Purkinje 세포 간의 상호 상관 분석에서 증거

Journal of Computational Neuroscience. May-Jun, 2003  |  Pubmed ID: 12766430

Purkinje 세포 메디 오-측면 축에 정렬 약 175000 병렬 섬유 입력 그들의 큰 비율을 공유. 이 배열은 운동 타이밍 동기적으로 활성 병렬 섬유의 광선으로 소 뇌에 코딩 된 가설을 주도하 고 있다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 그러한 동기 활성화 Purkinje 세포의 쌍 사이 좁은 스파이크 크로스-상관 관계 연결 표시. 이 피크는 완전히 공유 평행 섬유 입력 비동기 모드에서 했던 결 석. 동기 병렬 섬유 빔 vivo에서의 존재를 확인 하기 위해 나는 cru 취 쥐의 Iia에에서 Purkinje 세포의 쌍에서 기록 했다. 두 셀이 모두 얼굴에 어 퍼프 자극의 열차에 의해 강력 하 게 그들의 스파이크 속도 변조 했다 경우에 정확한 스파이크 동기화의 완전 한 부재를 찾았습니다. 이러한 결과 Purkinje 세포 요동 방비의 동기 병렬 섬유 입력 검사 조건에 의해 제어 되지 않습니다 나타냅니다. 대신, 데이터는과 립 세포 주로 제어 Purkinje 세포 급상승 동적 인구 비율 변화를 통해 모델을 지원 합니다.

AMPA 및 NMDA Conductances 깊은 소 뇌 핵의 뉴런에 요동의 제어에 기여

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Sep, 2003  |  Pubmed ID: 12954873

우리는 전체 셀 패치 클램프 녹음 동적 클램핑와 합성 시 냅 스 입력된 패턴을 적용 하 여 깊은 소 뇌 핵 (DCN)의 신경 세포의 흥분 성의 및 금지 입력의 통합 조사 체 외 수행. 우리는 여기와 억제 했다 지속적인 초기 속도 두 입력된 경로 vivo에서 지속적인 활동을 표시 하기 때문에 입력된 정권 탐험. 우리가 발견 시간 짧은 감소 억제로 구성 된 입력에서 과도 특성에 잠긴 급상승 또는 흥분 성의 전도도 증가. 이러한 입력된 과도 상태 동기화 여러 입력 중에 의해 발생 했다. 그러나, 우리는 금지에서 그 시간적 synchrony 발견의 흥분 성의 입력 큰 NMDA 분이이 통로에 임시 과도 밖으로 부드럽게 있기 때문에 입력된 통로 DCN 요동의 제어에 특혜 접근 했다. 따라서,는 DCN에서 시 냅 스 통합 DCN 요동의 제어에 소 뇌 대뇌 피 질의 출력 Purkinje 세포 특혜 접근을 허용 하도록 조정 될 듯하다. 시간적 변조 억제에 효과 NMDA 입력의 전압 의존성에 의해 더 강화 됩니다. 따라서, 이끼와 등산 섬유 입력의 기준선의 존재 안으로 NMDA 현재 전압 의존 증가 감소 억제에 기인한 depolarizing 응답을 밀어 주었다. 전반적으로, 우리의 결과 상호 관련 된 활동 또는 Purkinje 세포의 인구에 있는 일시 중지는 DCN 요동의 동적 제어에 적합 하다. 또한, 여기에 강한 과도 소 뇌 대뇌 피 질의 처리를 사용 하지 않는 DCN 응답을 직접 구동할 수 있다.

Globus Pallidus 방전은 쥐에서 글로벌 느린 파도 활동 하는 동안 Striatal 활동에 일치

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Nov, 2003  |  Pubmed ID: 14602820

붕괴 하 고 정상적이 고 병 적인 조건 하에서 기초 중추에서 진동의 출현 상당한 관심을 모으고 있다 하지만 이러한 패턴의 신경 기판은 제대로 이해. 여기 우리 대뇌 피 질의 느린 파도 활동에 관하여 globus pallidus (GP) 요동과 striatal 활동의 관계를 검사 취 쥐에서 multisite 녹음 사용 합니다. GP 뉴런 버스트 대뇌 피 질 활성화 및 striatal 상태 최대 일치 또는 증가 스파이크 속도 표시를 찾았습니다. 또한, GP 버스트 발병 전환 앞에 striatal 요동 상태를 striatal 일반적으로 일치 한다. 이러한 데이터 동기화 된 붕괴 활동 기간 동안 GP 활동 흥분 성의 corticosubthalamic 입력에 의해 구동 됩니다 나타냅니다.

나트륨 채널 및 Globus Pallidus 뉴런 흥분 성의 냅에 수지상 스파이크 개시

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Jan, 2004  |  Pubmed ID: 14724231

Glutamatergic 입력 시상 핵에서의 그들의 부족 한 수와 주로 원심 수지상 위치에도 불구 하 고 globus pallidus (GP) 뉴런을 여기 눈에 띄는 소스를 제공 의심. 이 연구에서 우리는 수지상 나트륨 채널 GP에서 흥분 성의 입력의 효과 촉진 수 있습니다 여부의 문제를 해결. 첫째, 우리는 immunoperoxidase 및 immunogold 라벨의 전자 현미경 관찰을 사용 하 여 나트륨 채널의 subcellular 분포 검사. 전압 개폐 나트륨 채널 GP dendrites을 통해 발견 하 고 또한 전시의 흥분 성의 시 냅 스 입력 사이트에 특정 클러스터링. 이러한 채널 수지상 스파이크 세대를 중재할 수 있는 가능성을 검사할 시각화 된 수지상 사이트에서 시 냅 스 자극 체 외 전체 셀 녹음 하는 동안 수행 되었다. 이러한 녹음 수지상 스파이크 개시를 매우 말 초 자극 사이트에도 작은 흥분 성의 입력에 대 한 응답에서을 공개 했다. 대조적으로, subthreshold 응답 했다 대부분 또는 완전히 감쇠 원심 dendrites에 자극 사이트에 대 한 소마에. 컴퓨터 시뮬레이션 가설의 나트륨 채널 postsynaptic 클러스터링 수지상 스파이크 스파이크 균일 하 게 분산 된 수지상 나트륨 채널을 주어 실행 하는 데 너무 작을 것 이라고 하는 입력에 대 한 응답에서의 발생 수를 지원 합니다. 이러한 연구 결과 postsynaptic 나트륨 채널 클러스터링은 수지상 스파이크 개시 synaptic 증폭의 소설 양식에서 중재 하는 효과적인 메커니즘을 나타냅니다. 여기의 소량 수 GP dendrites의 스파이크를 일으킬 GP 활동의 제어 시상 입력의 두드러진 역할을 지원 합니다.

소 뇌의 Purkinje 세포에 억제 입력된 일제 응답 변조 시 냅 스 Conductances의 기준선에 의해 시 냅 스 전철

Cerebellum (London, England). 2004  |  Pubmed ID: 15233579

Vivo에서 시 냅 스 입력을 처리할 때 두뇌에 큰 신경 초 당 수천 개의 이벤트와 함께 처리 해야 합니다. 많은 일은 모두 소 뇌와 대뇌 피 질 연구에 동기 흥분 성의 입력된 방비 하는 구체적인 처리에 집중 했다. 여기 진행 중인 '잡음' 입력의 지속적인 배경 동기 금지 입력된 일제의 처리와 상호 작용 하는 방법에 대 한 질문을 추구 합니다. 특히 소 뇌 Purkinje 세포를 유도 Purkinje 세포 스파이크 활동의 일시 중지에 의해 깊은 소 뇌 핵의 disinhibition을 따라서 소 뇌 운동 명령 신호를 발생할 수 있습니다 금지 입력된 과도 상태 처리를 살펴본다. 우리는 동적 클램핑 배경 입력 같은 생체의 제어 패턴을 시뮬레이션 하기 위해 체 외의 기술을 사용 합니다. 우리가 깊은 금지 수의 전기 자극을 사용 하거나 금지 만들 상위 분자 레이어 입력 스파이크 Purkinje 세포 활동의 일시 중지 이어질 과도. 이러한 일시 정지 배경 입력 동적 클램핑 적용의 존재 보다 부재에 더 이상 했다. 우리는 상당한 elicited 전기 자극에 의해 시 냅 스 전류 배경 입력에 의해 shunted 했다 발견. 백그라운드 입력 변조 스파이크 정지 기간 특정 방식에서 패턴 배경 전도도의 전반적인 금액. 전철로이 변조 vivo에서 소 뇌 피 질에 의해 받은 특정 감각 입력의 돌출을 평가 하 고용 수 있습니다.

쥐 깊은 소 뇌 핵에 촉각 응답 속성의 코딩

Journal of Neurophysiology. Aug, 2005  |  Pubmed ID: 16061491

소 뇌 피 질의 측면 반구 somatosensory 응답 세밀 하 게 배어 든된 골절된 somatotopy에 표시 됩니다. 그러나 분명 하지 않다,, 어떻게 이러한 응답 기여할 소 뇌의 궁극적인 출력 깊은 소 뇌 핵 (DCN)에서. DCN 뉴런의 강력한 응답 somatosensory 자극을가지고 설명 하 고, 하지만 그들의 somatotopic 배열 속성을 코딩 하는 자극의 상세한 검사 부족. 이러한 질문을 해결 하기 위해 우리는 다른 6 orofacial forelimb 곳을 겨냥 한에 어 퍼프 자극에 대 한 응답으로 쥐 케 취 DCN에서 세포 외, 단일 유닛 활동을 기록 했다. 추가 실험에서 동측 윗입술에 어 퍼프 자극의 강도와 기간 체계적으로 다양 했다. 전반적으로, 우리는 DCN 신경 응답 퍼프 자극에 어 세 가지 응답 구성의 조합을 보여주 발견: 짧은 대기 시간 스파이크 응답, 발음된 저해 및 발사 긴 대기 시간이 증가 합니다. 개별 뉴런에 어 퍼프 자극 반응 전시 이러한 응답 구성의 1, 2, 또는 모든 3의 조합. 억제 반응은 가장 일반적이 고 자주 초기 발사의 높은 자연 율에도 불구 하 고 요동의 완전 한 중단 구성 되어 있습니다. 소 뇌 피 질 녹음에서 게시 된 결과 달리 모든 응답 뉴런은 DCN의 수용 필드 큰 했다. 사실, 대부분의 뉴런의 수용 필드에서는 ipsi-그리고 contralateral 얼굴으로 forepaws 덮여 있다. 개별 뉴런의 응답 속성 표시 하지 않았다 안정적으로 자극 강도 또는 기간, 하지만 인구 DCN 뉴런에 어 퍼프 강도 또는 기간으로 크게 증가 하 고 응답 진폭 보여주면서 증가 했다. 전반적으로, 반응 조건 자극의에서 변화에 따라 변경 되지 않고 그대로 남아 각 뉴런에 고유한 임시 프로필 특징 했다. 우리 결론 쥐 DCN에서 응답에 어 퍼프 자극을 받아들이는 필드 속성에서 소 뇌 대뇌 피 질의 응답에서 실질적으로 다 촉각 자극 속성의 견고한 코드를 제공 하지 않습니다. 오히려, 각 뉴런의 시간 응답 특성 프로필 출력 연결 되어 특정 작업의 타이밍을 제어 하 조정 될 수 있습니다.

단일 신경 역학 및 계산 모델링: 세부와 추상화의 균형

Science (New York, N.Y.). Oct, 2006  |  Pubmed ID: 17023649

모든 신경 시스템의 기본 빌딩 블록은 하나의 신경. 이 정교 하 게 구조화 된 요소가 작동 하는 방법 이해 뇌의 신비를 해결 하기 위해 탐구의 필수적인 부분입니다. 수학적 모델을 양적이 목표 추구에 필수적인 도구가 될 수 입증 했다. 우리가 최근 발전을 검토 하 고 어떻게 단일 셀 블랙 박스 접근 상세한 compartmental 시뮬레이션에서에서 복잡성의 5 단계에서 신경 역학 및 신호 처리에 대 한 주요 질문 주소 모델 검사.

소 뇌에 있는 신경 코드와 중지

Neuron. Apr, 2007  |  Pubmed ID: 17408572

여러 경로에서 재발 성 활성화에서 깊은 소 뇌 핵 신경 세포에 촉각 자극에 대 한 응답 결과

Journal of Neurophysiology. Feb, 2008  |  Pubmed ID: 18077662

그러나 이전 연구에서 우리는 깊은 소 뇌 핵 (DCN)에서 뉴런 자극 쥐에서 취 케 xylazine와 multiphasic 응답 패턴 200 개 이상의 양 이러한 응답 오름차순 trigeminal 핵의 감각 입력에 의해 뿐만 아니라 다른 메이저와의 상호 작용에 의해 형성 했다 어느 정도로, 불분명 남아 지속적인 소 뇌 성의 시스템 5 ms 간단한 얼굴 촉각에 응답 발견특히 열 등 한 올리브 (IO) 및 대뇌 피 질. 현재의 연구에 우리 기록 IO, 대뇌 피 질, 소 뇌과 립 세포 층 (GCL), DCN에서 잠재적인 메커니즘 하 5 ms 얼굴 촉각 자극의 프레 젠 테이 션 도중 어떻게 확장된 DCN 응답의 패턴이 생성 됩니다. 촉각 자극 somatosensory 피 질 (SI) 및 기본 모터 피 질 (MI)의 넓은 영역의 활성화로도 IO에 강력한 multiphasic 로컬 필드 전위 응답의 결과 찾았습니다. DCN 뉴런 복잡 한 시간적 패턴에 어 퍼프 입술 자극 반응에 기 막히게 비슷한 이러한 구조 (IO, SI, 및 MI)의 전기 자극에 반응. 여러 구조에서 동시 녹음을 오랫동안 활성화 패턴 DCN 뉴런에 elicited 기반 재발 네트워크 활성화 특히 IO와 DCN 리바운드 속성의 잠재적인 기여와 DCN 밝혔다. 이러한 결과 감각 자극 유발 동작의 타이밍을 제어할 수 있습니다 활동의 시간적 패턴을 생성 하는 소 뇌, 아이오와, 및 대뇌 피 질 피드백 네트워크 활성화 가설과 일치.

Globus Pallidus 스파이크 다양성을 설명 하는 채널 밀도 분포: 결합 된 생리학 및 컴퓨터 시뮬레이션 데이터베이스 접근

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Jul, 2008  |  Pubmed ID: 18650326

Globus pallidus (GP) 뉴런 뇌 조각에 기록 된 본질적인 electrophysiological 속성에 중요 한 변화를 보여줍니다. 어떻게이 변화 발생 조사, 우리는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용 하 여 GP 뉴런의 생물 리 속성 조작. 특히, 우리가 일반적인 생리 적인 데이터 복제는 손을 조정 모델을 중심으로 9 개의 멤브레인 conductances의 다양 한 밀도 가진 100,602 모델 GP 신경 모델 데이터베이스를 만들었습니다. 실험적으로 관찰 된 변화 전도도 밀도 변화에 기 인할 수 있다 가설을 테스트 하려면 우리는 146 슬라이스 녹음의 생리학 데이터베이스 모델 데이터베이스 결과 비교. 생성 된 모델 및 녹음 electrophysiological 속성 동일한 전류 주입 프로토콜 평가 되었고 전압 개폐 및 칼슘 문이 전도도 밀도 측정된 속성 및 자세한 비교 모델 및 녹음에 다양 한 효과 대 한 체계적인 분석을 허용 하는 수단의 유니폼 세트와 분석. 우리의 결과 실험의 대부분 우리는 추가적인 부분 블록 실험으로 확인 하는 다양 한 전도성 밀도 의해 일치 시킬 수 표시. 추가 분석 결과 두 주요 관측: (1) 각 전압 개폐 전도도 했다 활동 전위 파형 및 자발적인 또는 자극 스파이크 속도; 같은 여러 측정값에 대 한 효과 (2) 각 전도도의 효과 현재 다른 conductances의 배경 맥락에 따라 크게 달라 집니다. 어떤 경우에 그러한 상호 작용 중요 한 흥분 대책에 대 한 전도도의 밀도의 효과 반대 수 있습니다. 전도도 밀도 효과의 컨텍스트 의존이는 이온 채널에 영향을 미치는 하 여 작동 하는 마약과 neuromodulator 효과 이해 하는 것이 중요 합니다.

SK 칼륨 칼슘 종속 전류 깊은 소 뇌 핵 신경 세포의 활동을 조절에 역할: 동적 클램프 연구

Cerebellum (London, England). 2008  |  Pubmed ID: 18985424

속성과 깊은 소 뇌 핵 (DCN)의 신경 세포에서 현재 SK 칼슘 종속 K(+)의 기능을 확인 하려면 동적 현재 클램핑의 메서드를 사용 했습니다. 이전에 보고 된 SK apamin 현재 블록 리드 DCN 신경 세포와 f의 하기의 파열-난 곡선. 우리가 여기에 표시 느린 스파이크 afterhyperpolarization 속성 SK 전류에 의해 완벽 하 게 제어 하 고 우리가 DCN 뉴런에 자사의 작업을 설명 하는 현재의 키네틱 속성을 파생. 전반적으로, SK 현재 급상승 및 f의 규칙을 조정 하는 효과적인 메커니즘을 제공-난 DCN 뉴런의 곡선.

데이터베이스 분석 도구 판도라의 상자를 기록 하 고 시뮬레이션 된 Electrophysiological 데이터 집합

Neuroinformatics. Jun, 2009  |  Pubmed ID: 19475520

신경 녹음 및 컴퓨터 시뮬레이션 데이터, 속도 유지에서 기존의 분석 방법을 방해한 적 성장 양의 생산. 대용량 데이터 집합 같은 잘 설립 관계형 데이터베이스 패러다임을 활용 하 여 자동으로 분석할 수 있습니다. 원시 전기 생리학 데이터의 재미 있는 특성 (예를 들어, 발사 속도)을 추출 하 여 데이터베이스에 입력할 수 있습니다. 원시 데이터를 직접 저장 하는 데 비해,이 데이터베이스 표시는 몇 배나 더 높은 저장 공간과 처리 시간에 효율적인. 두 개의 큰 전기 생리학 녹음 및 시뮬레이션 데이터 집합을 사용 하 여, 수 데이터베이스를 쿼리, 변환 및 분석을 시연 합니다. 이 과정은 비교적 간단 하 고 쉽게 배울 우리의 데이터베이스 분석 도구 상자, 판도라를 사용 하 여 Matlab에서 전적으로 하기 때문에. 일반적인 녹음 및 시뮬레이션 플랫폼에서 데이터 수집 및 외부 데이터베이스 엔진과 간단 하 고 고도로 상호 운용성 분석 하 게 하는 다른 분석 도구 상자와 데이터를 교환 하는 것이 가능 합니다. 판도라는 자유롭게 사용 하 고 있기 때문에 오픈 소스 (http://software.incf.org/software/pandora/home) 수정 가능.

전체 형태학 Globus Pallidus 뉴런 모델의 위상 응답 곡선 분석 뚜렷한 Perisomatic와 시 냅 스 통합의 수지상 모드 표시 됩니다

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Feb, 2010  |  Pubmed ID: 20164360

동기화 globus pallidus (GP) 신경 세포와 GP와 다른 기저 신경 핵 사이 cortically 개입된 진동의 파 킨 슨 병의 이상의 핵심 기능입니다. 위상 반응 곡선 (PRCs) tabulate phasic 입력 뉴런의 스파이크에 효과 주기 출력 스파이크 타이밍에, 신경 네트워크와 주기적인 입력에 유입 동기화의 출현을 예측을 위한 효율적인 도구입니다. 이 연구에서 우리가 순수 현실 시 냅 스 전도도 입력 수지상 나무의 다른 지역과 소마의 위상 응답 속성 확인 하려면 전체 형태학 GP 신경 모델을 적용 합니다. 우리는 perisomatic 흥분 성의 입력 유형 저조한 자발적인 스파이크 주기의 단계 interspike 간격 사전에 걸쳐 전달 찾을 나 중화 인민 공화국. 반면, 우리는 원심 수지상 흥분 성의 입력 지연 하거나 다음 스파이크 스파이크 주기에서 늦게 또는 일찍 발생 여부에 따라 미리 보여 줍니다. 우리는 나아졌다에 의해 요약 응답의이 후자의 패턴을 찾을 (타입 II) 중공, 작은 전도도 칼슘 활성화 칼륨 현재, 망했다 수지상 활성화의 결과 이었다 우리는 또한 체세포와 수지상 PRC 모양의 스파이크 주파수 의존성을 평가 하 고 전도도 밀도, 분포, 및 운동 파라미터 변화에 우리의 결과의 강 건 함을 보여 줍니다. 우리 GP 신경의 원심 dendrite 흥분 성의 입력 pallidal 네트워크의 동기화를 홍보할 수 있는 고유한 동적 하위 시스템 구현 결론. 이 결과 perisomatic 및 네트워크 동작 제어에 수지상 입력의 다양 한 효과 고려 하는 필요를 강조 표시 합니다.

수지상 나트륨 채널 규제 Globus Pallidus 뉴런의 네트워크 통합: 모델링 연구

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21068320

Globus pallidus (GP)는 주로 기저 ganglia 간접 통로 중앙 위치를 차지 하는 GABAergic 프로젝션 뉴런을 포함 합니다. 그들은 긴 dendrites 컨버전스와 차별된 기초 중추 회로 간의 상호 작용을 가능 하 게 잠재적으로 쥐, GP의 반 직경을 통해 확장할 수 있다. 그러나 길이와 GP dendrites의 정밀한 직경, 아니다 분명 얼마나 영향 원심 냅 활동 요동에 있다. 빠른 전압 종속 (NaF 채널) Na(+) 채널의 수지상 식 수지상 스파이크 개시 함으로써 고 EPSPs subthreshold 증폭 하 여 원심 흥분 성의 냅의 중요성을 향상 시킬 수 있습니다. GP dendrites NaF 채널 단백질의 존재를 증명 했다 항 체 라벨 그대로 채널의 양적 식 밀도 알 수 있습니다. 우리는이 매개 변수 기능에 미치는 영향을 평가 하기 위해 그들의 수지상 NaF 채널 식 수준에만 9 개의 GP 신경 모델 시리즈 내장. 모델의 기본적인 electrophysiological 기능;에서 모두 유사 했다 그러나, 수지상 NaF 채널의 상부 식 흥분 성의 억제 냅, 수지상 트리의 효과적인 범위 확대에 대 한 말 초 입력의 상대적인 효과 증가. 높은 수지상 NaF 채널 식 만들어도 더 토 닉 저해를 방지 하 고 클러스터 된 동기 자극에 매우 민감한 신경. 수지상 NaF 채널 식 패턴 따라서 융합을 위한 striatopallidal 및 subthalamopallidal 계획의 중요 한 결정을 수 있습니다, 그리고 spatiotemporal 입력된 패턴 또한 지시 하 고 있는 하는 동안 GP 뉴런 출력 운전에 가장 효과적입니다.

반 등 깊은 소 뇌 핵 신경 세포의 급상승에 가지 짧고 장기간 구성 요소 분석

The European Journal of Neuroscience. Nov, 2010  |  Pubmed ID: 21039958

깊은 소 뇌 핵 (DCN) 신경 세포 소 뇌 대뇌 피 질의 Purkinje 세포에서 강한 금지 입력 응답에 크게 기여할 수 있는 발음된 post-hyperpolarization 리바운드 버스트 동작 표시. 따라서, 리바운드 동작 소 뇌에서 출력을 모양이 중요 한 것은 수 있습니다. 전체 셀 녹음 뇌 조각에서 DCN 리바운드 속성과 hyperpolarization 기간과 깊이에 대 한 종속성의 특성을 사용 했습니다. 우리가 발견 DCN 리바운드 별개 빨리 보여 다른 자극 의존도와 다른 기본 전류 구성 요소 연장. 리바운드 급상승으로 이어지는 초기 depolarization hyperpolarization 활성화 주기적 뉴클레오티드 개폐 전류에 의해 실시 했다 그리고이 현재의 가변 식 제어 반 등 대기 시간이 발생할 수 있습니다. 뒤이어 빠른 리바운드 버스트 T-타입 칼슘 전류, 앞에서 설명한 때문 이었다. 높은 강도에 셀 사이의 변수이 고 hyperpolarization의 짧은 기간 후에 완벽 하 게 표현 될 수 있습니다. 반면, 후속 연장된 반 등 구성 요소 완벽 하 게 설립 하기 전에 길고 깊은 hyperpolarization 기간 필요 합니다. 우리는 전압 클램프 및 현재 천천히 inactivating 영구 나트륨이 장기간된 반 등 구성 요소를 기본 전도도 맞는 동적 클램프 분석을 사용 하 여 몇 초 이상 스파이크 속도 증가의 결과로 발견. 전반적으로, 우리의 결과 multiphasic DCN 리바운드 속성 Purkinje 세포 활성화의 다른 수준에 의해 차동 elicited 수 및 따라서 모터 타이밍의 소 뇌 컨트롤에서 잠재적인 반 등 역학의 풍부한 레 퍼 토리를 만드는 방법을 보여 줍니다.

시 냅 스 통합 및 리바운드 발사 깊은 소 뇌 핵 세포의 데이터 구동 모델과 탐험에 이종의 결정 요인

Journal of Computational Neuroscience. Jun, 2011  |  Pubmed ID: 21052805

뜻깊은 침해 소 뇌 대뇌 피 질의 처리 이해 변경 되었지만 제대로 이해 남아 깊은 소 뇌 핵 (DCN)에서 소 뇌의 출력 단에서 신경 코딩. DCN Purkinje 세포 저해 흥분 성의 출력 신호 바 뀌 수 있으며 DCN 뉴런 전시 복잡 한 본질적인 속성 때문에 그냥 릴레이 핵을 제시 것 같지 않다. 특히 DCN 뉴런 속성 어떻게이 신호 처리 동물 행동에 기여할 수 있는 질문을 제기 hyperpolarizing 현재 분사에 따라 요동 반동의 범위를 전시. 컴퓨터 모델링 선물 DCN 뉴런에서 얼마나 본질적인 전압 개폐 conductances를 조사 하는 이상적인 도구 이기종 발사 동작을 생성할 수 있는 관찰, 그리고 어떤 입력된 조건 리바운드 응답 될 수 있습니다. 이러한 조사 활성화 전체 수지상 형태와 적절 한 활성 conductances compartmental DCN 신경 모델 구축. DCN 전류 클램프 데이터 우리 리바운드 응답에는 질을 포함 한 급성 분할 영역에 기록 된 우리의 시뮬레이션의 좋은 경기를 생성 했습니다. 우리 다음 검사 어떻게 억제 및 흥분 성의 시 냅 스 입력 발사 제어 DCN이 내장 conductances와 상호 작용 합니다. 우리는 흥분 성의 억제 입력된 속도의 지속적인 균형을 반영 모델의 출력 급상승 저해 수준을 변경 추가 작업 수행 하는 발견. 다음 강한 Purkinje 세포 입력된 버스트 발사 리바운드는 또한 잠재적인 염화 반전-70 보다 더 부정 했다 경우에 가능, Mv의 de-inactivation 수 있도록 반 등 흐름. 빠른 반 등 현재 T-타입 칼슘으로 인해 파열 영구 나트륨 현재 인해 느린 리바운드 차동 입력 시 냅 스에 의해 규제가 될 수 및 이러한 리바운드 패턴 추가 HCN 전류에 의해 영향을 받습니다. 우리의 연구 결과 DCN 뉴런의 활성 속성 소 뇌에 신호 처리에 대 한 중요 한 역할을 할 수 있는 것이 좋습니다.

이온 채널 속도 론: 신경 모델링을 개선 하기 위해 자동화 된 매개 변수 검색 사용

Journal of Computational Neuroscience. Oct, 2011  |  Pubmed ID: 21243419

특히 인 산화, 인지질, 그리고 보조 소 단위를 바인딩 상호 작용 하 여 이온 채널의 전압 및 시간 의존 규제 될 수 있습니다. 많은 매개 변수가 유사 연구 전도도 밀도 키네틱 채널 속성 후자에 실험 제약은 이전에 보다 일반적으로 더 나은 고정 하면서 자유를 설정 했습니다. 개별 셀 이온 채널 속성의 규제 엄격 하 게 수, 때문에 우리는 키네틱 매개 변수 설정할 수 있습니다 수익성 무료 모델 최적화 데이터에 일치 하는 항목을 개선 하 고 운동 매개 변수를 수정 하는 동안 하는 것이 좋습니다. 이 위해 우리는 3 electrophysiologically 특징 및 형태학 재건된 globus pallidus 뉴런의 감소 된 모델의 매개 변수 최적화를 분석 했다. 우리는 무료 매개 변수의 종류와 두 개의 자동화 된 검색을 수행. 첫째, 전도도 밀도 매개 변수 무료로 설정 했다. 심지어 최고의 결과 모델 전시 했다 우리의 채널 속도에 제한으로 인해 피할 수 없는 문제. 다음 최적화 된 밀도 일치 하는 항목에 대 한 무료 채널 속도 론으로 설정 하 고 성능을 크게 향상 된 모델을 얻을. 일부 운동 매개 변수는 채널 모델에 맞춤형된 개선에 대 한 가능성을 제안 하는 3 가지 모델에 걸쳐 유사한 새로운 가치를 여러 번 실행 지속적으로 이동. 이러한 결과 최적화 된 채널 속도 론 모델 일치 실험 전압 추적에 특히 채널 기록 된 데이터 모델에 의해 일치를 보다 다른 실험 조건 하에서 특징을 향상 시킬 수 있습니다 것이 좋습니다. 원본 템플릿에서 채널 속도 론에서 결과 교대 채널 isoforms 가능한 변조 상태 신경 세포의 특정 종류의 상세한 속도 론 결정 미래 실험적인 노력에 대 한 귀중 한 지침을 제공 합니다.

미니 리뷰: 소 뇌 핵-동적 클램프 및 컴퓨터 시뮬레이션 연구에서 관점에서에서 시 냅 스 통합

Cerebellum (London, England). Dec, 2011  |  Pubmed ID: 21259124

소 뇌 핵 (CN) 처리 Purkinje 세포 (PC)에서 저해 및 이끼와 등산 섬유 민간인에서 여기. 조각에서 CN 신경 세포는 쉽게 시 냅 스 입력에 의해 변조 된 내장 pacemaking 활동을 보여. 동적 클램핑 및 쇼를 모델링 하는 컴퓨터를 사용 하 여 우리의 작업 PC 입력 간 그 동시성 스파이크 속도 CN 뉴런의 스파이크 타이밍 및 PC 입력에 대 한 간략 한 일시 중지 CN 스파이크를 실행 하는 데 강력한 자극 제공 결정에 중요 한 요소입니다. 흥분 성의 입력 똑같이 스파이크 속도 제어할 수 있지만 대형 인해 느린, NMDA 구성 요소 또한 증폭 금지 입력에 대 한 응답. CN 뉴런의 본질적인 속성 장시간된 강한 입력된 과도 상태 응답을 제공 하는 데 적합 되며 모터 패턴 생성에 관련 된 수 있습니다. 이러한 특정 메커니즘 중 하나 파열 하는 빠르고 느린 반 등 하 여 제공 됩니다. 그럼에도 불구 하 고, 우리는 CN에서 시 냅 스 통합을 해명 하기 시작 날짜를 작업 결과 최고의 실험을 결합에 자신을 빌려 새로운 구체적인 질문의 세대에 의해 특징입니다 및 컴퓨터 접근을 미래에 모델링 연구.

컴퓨터 시뮬레이션을 사용 하 여 동적 클램프 자극 분산된 전도도 소스를 흉내 낸에서 소마에서 적용의 한계를 결정

Journal of Neurophysiology. May, 2011  |  Pubmed ID: 21325676

우리가 사용 하는 이전 연구에서 공부 어떻게 시간적 변조 억제 및 흥분 성의 입력 동적 클램프 하는 기술을 깊은 소 뇌 핵 (DCN)의 신경 세포에 스파이크의 정확한 타이밍와 빈도 제어 합니다. 이 기법은 널리 사용 지금 비록 그것이 위치 독립적인;으로 전도도 입력 해석 제한 즉, 생물학적으로 수지상 나무에 걸쳐 배포 되는 모든 입력 된 소마에 적용 됩니다. 이 셀 형식에서 수지상 분산된 입력 대 순수 하 게 체세포의 효과 비교 하 DCN 신경 세포의 형태학 현실적인 모델의 컴퓨터 시뮬레이션을 사용 했습니다. 우리는 모델을 게시 된 우리의 실험에 사용 되는 동일한 전도도 자극 적용. 신경 반복된 자극 응답의 가변성을 시뮬레이션 하기 위해 우리는 subthreshold 변동 잠재적인 멤브레인에 재현 하는 체세포 흰색 전류 잡음 추가. 스파이크 속도 관하여 우리의 동적 클램프 결과 복제 및 배경 시 냅 스 활동의 다양 한 패턴에 대 한 정밀 스파이크를 수 있었습니다. 스파이크 패턴 생성 강한 억제 또는 흥분 성의 버스트 적용 된 경우에이 셀 형식에 초점 또는 분산 입력 사이에서만 약간의 차이 찾았습니다. 그러나, 동적 클램프 자극의 위치 의존도 검사 하 고, 각 셀 형식에 대 한 다를 수 이며 현재의 연구에서 개발 된 시뮬레이션 방법 모든 종류의 셀 위치 의존의 신중 하 게 평가 하면.

수지상 나트륨 채널 활성 Decorrelation를 홍보 하 고 모델 Globus Pallidus 뉴런에서 Parkinsonian 입력된 진동을 잠금 하는 단계를 줄일 수 있습니다

The Journal of Neuroscience : the Official Journal of the Society for Neuroscience. Jul, 2011  |  Pubmed ID: 21795543

뉴런의 인구 가운데 상관된 해 고 뇌에 걸쳐 존재 하는 및 로컬 필드 가능성에 진동 변동으로 관찰할 수 있는 자연 속에서 리듬은 종종. 비록 리듬 채우기 작업이 많은 뇌 분야에서 정상적인 기능을 위해 중요 한 수 있다고 믿고, 동기화 된 신경 진동 다른 경우에는 질병 상태와 관련이 있습니다. Globus pallidus (GP에서 설치류, 영장류 Gpe의 동족 체)에서 뉴런의 쌍은 일반적으로 그들은 상당한 일반적인 입력 받아야 제안 해 부 조직에도 불구 하 고 정상적인 동물에서 발사를 uncorrelated 있다. 반면, 상관과 리듬 GP은 발사 파 킨 슨 병 (PD)의 동물 모델에서 관찰 됩니다. 부분적으로 이러한 결과에 따라, 그것은 제안 되었습니다 기초 중추 기능의 중요 한 부분입니다 활성 decorrelation, 중복 정보를 압축 하는 그것에 의하여. 활성 decorrelation 및 PD에서 실패 하는 원인이 변경 내용을 구현 하는 메커니즘은 큰 관심의 대상. 쥐 GP 뉴런 비대칭 냅 근처 가장 높은 되 고 식 수준으로 빨리, 그들의 dendrites의 과도 전압 종속 나트륨 채널 (NaF 채널) 익스프레스. 우리는 최근에 수지상 NaF 밀도 강하게 흥분 성의 동기 입력 모델 GP 뉴런의 응답 속도 영향을 보였다. 현재의 연구 쥐 GP 신경 모델을 사용 했습니다 수지상 NaF 채널 식 활성 decorrelation의 잠재적인 셀룰러 메커니즘입니다 보여줍니다. 우리는 더 낮은 수지상 NaF 채널 식으로 뉴런 모델 위상 잠금 PD에서 관찰 한 것과 같은 진동 시 냅 스 입력 패턴에 큰 경향이 있다 보여줍니다.

기능 및 감소 분기 또는 Unbranched 문법과 및 활성 Dendrites Compartmental 신경 전도도 기반 모델의 한계

Journal of Computational Neuroscience. Apr, 2011  |  Pubmed ID: 20623167

전도도 기반 신경 모델 생물 학적 신경망의 역학 공부를 자주 사용 됩니다. 속도 사용의 용이성에 대 한 이러한 모델은 종종 형태학 복잡성에서 감소 됩니다. 그러나, 단순화 된 수지상 분기 구조 전체 분기 구조와 다르게 입력을 처리할 수 및 생물 학적 신경 처리의 중요 한 측면을 재현 하 여 실패할 수 있습니다. 그것은 아직 잘 이해 되지 않는다 어떤 처리 기능 필요 자세한 분기 구조. 따라서, 우리는 전체 또는 부분적으로 분기 감소 모델의 처리 능력을 분석 했다. 이러한 모델은 수동 및 능동 매개 변수 뿐만 아니라 그것의 총 표면적 electrotonic 길이 유지 하면서 전체 형태학 모델 globus pallidus (GP) 신경 세포의 수지상 트리를 축소 하 여 만들어졌습니다. 수지상 나무도 단일 케이블 (unbranched 모델)으로 축소 했다 또는 분기 포인트의 완전 한 보완 (분기 모델)를 유지 했다. 두 감소 전략 같은 채널 밀도 설정을 사용 하 여 모든 모델 간의 역학 관계를 비교할 수 있었습니다. 수지상 입력된 응답 수 더 밀접 하 게 유지 하 여 unbranched 감소 모델 보다 분기 동안 전체 모델 응답 체세포 입력을 두 가지 유형의 감소 모델에 의해 일반적으로 보존 되었다. 그러나, 기능 활성 수지상 나트륨 스파이크 생성 및 전파, 같은 로컬 수지상 입력된 저항에 의해 강하게 영향을 어떤 감소 모델에 의해 정확 하 게 복제 하지 않을 수 있습니다. 우리의 분석을 바탕으로, 처리 기능 unbranched, 분기 모델 사이 본질적인 차이 것이 좋습니다. 우리는 또한 감소, 전체 모델 매개 변수 공간의 빠른 검색 등의 다른 레벨에 적합 한 응용 프로그램을 나타냅니다.