首页 > 学术论文

动作电位产生和传输过程高效节能的动力学机制

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:14:59
热度:

动作电位产生和传输过程高效节能的动力学机制【摘要】:大脑皮层能够以数瓦特的能量功率进行一千兆次的计算操作,产生高级认知和信息处理功能。而世界上最先进的超级计算机执行类似的运算操作要

【摘要】:大脑皮层能够以数瓦特的能量功率进行一千兆次的计算操作,产生高级认知和信息处理功能。而世界上最先进的超级计算机执行类似的运算操作要消耗一百万瓦特能量功率。这种巨大差异说明大脑拥有接近完美的高效节能的能量优化机制,相关研究可能会成为一个新的突破点来揭示大脑的工作机制。脑皮层电信号能量优化机制可能不仅体现在脑皮层神经网络的最佳电缆布线方式,而且更多地体现在单个神经元层次上产生和传输电信号的生物物理机制上。我们通过理论计算神经科学结合实验电生理方法,对脑皮层动作电位产生和传输过程中的耗能机制和节能效率机制进行了系统研究。研究发现,哺乳动物温暖的体温这一生理特征是导致钠、钾离子通道动力学加速、因此优化动作电位能量效率达到理论最高值的关键生理因素。由此提出了体温促进动作电位能量效率这一理论机制,并得到了实验证据的支持和验证。我们还系统研究了神经元轴突的物理学参数对动作电位在产生和传输过程中的耗能效率影响。这些结果将有助于对目前广泛应用的脑功能核磁共振技术所测量的脑血氧代谢信号有比较合理的解释. 【作者单位】:复旦大学计算系统生物学中心
【分类号】:Q42
【正文快照】: 动作电位产生和传输过程高效节能的动力学机制@于玉国$复旦大学计算系统生物学中心大脑皮层能够以数瓦特的能量功率进行一千兆次的计算操作,产生高级认知和信息处理功能。而世界上最先进的超级计算机执行类似的运算操作要消耗一百万瓦特能量功率。这种巨大差异说明大脑拥有接

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

动作电位形成的机制    左明雪;

离子流与动作电位(16)    

有限肢体中弯曲神经的动作电位    文灵玲

神经冲动相“遇”会返回吗?——谈动作电位形成的条件    唐晓明;

降温对猪心室肌细胞动作电位的影响    成伊竹,刘泰槰

哺乳动物不活动化肌纤维的动作电位    赵国民,朱培闳

逆传播动作电位的模拟研究及其可能的生理作用    李国华;王雪峰;汤新;

庚醇对大鼠右心室乳头肌动作电位的影响    陈宝平,夏强,沈岳良

用心电图机描记蟾蜍心脏单向动作电位    孙洪范,叶绍贵,肖昆

轴突动作电位的计算机模拟    李良军;赵妍丽;朱寄天;曾晓荣;

动作电位编码对神经元和内分泌细胞的调控作用    段开来;汪世溶;熊巍;周专;

整体动物海马CA1区胞体动作电位的应激活动依赖性可塑性    曹军;徐林;

闸门控制环路中不同疼痛纤维的模型研究    汪雷;刘深泉;

小鼠下丘神经元对声强动态变化反应的时间特性    杨尉国;王晓;谭晓东;肖中举;

水蛭心脏神经元分岔机制的影响因素的研究    关毅璋;刘深泉;

初级感觉神经元动作电位时空可塑性的离子通道机制    于耀清

单细胞电生理模拟软件的开发与动作电位的建模与仿真研究    熊禹

动作电位编码对神经细胞分泌的调控    段开来

皮层神经元内在特性对神经信号编码稳态的调控作用    陈娜

神经起步点放电峰峰间期的非线性动力学    段玉斌

培养大鼠海马神经细胞膜电位变化对动作电位影响的研究    龚波

抑制回路的激活对于海马区神经元动作电位发放的影响    肖乾江

白介素1β对大鼠皮层神经元钠电流及动作电位的作用研究    齐翠

硫化氢对心肌细胞的电生理效应    许萌

初级传入神经递质对DRG神经元膜电位及动作电位的影响    祝利

Oozeer视神经纤维膜动力学特性分析及其不同波形刺激下的响应    尹珊珊