秀丽隐杆线虫神经网络的结构特性
摘要：完整的、逐个突触级别的神经元网络连接图谱目前仍然很少见，对其提供的功能洞察也仍然不清楚。即便对于秀丽隐杆线虫这类神经元网络相对较小且从一个个体到另一个个体具有定型性的生物而言，已发表的连接图谱也既不准确也不完整，且也缺乏自洽性。通过使用White等人的材料并结合新的电子显微成像，我们构建了秀丽隐杆线虫雌性个体的全体、自洽的间隙连接和化学突触网络。我们提出了一种可视化网络信号流的连接图谱的方法。我们计算了网络的统计和拓扑性质，如度分布、突触重数和小世界性质，有助于理解网络信号传播。我们确定了可能在信息处理中起到中心作用的神经元以及可能用作网络功能模块的网络模式。我们使用线性系统理论研究了神经元活动在对感觉或人工刺激的响应中的传播，并发现了几种可能作为先前描述的行为基础的活动模式。最后，我们分析了间隙连接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，如多重性和模式分布，类似于哺乳动物新皮质中发现的性质，它们可能指向神经元网络的一般原则。这里报告的连接图谱可以通过对包括基因扰动、激光消融或监测神经元活动在刺激中的传播等未来实验提出预测，有助于理解行为的机械基础。
作者：Lav R. Varshney, Beth L. Chen, Eric Paniagua, David H. Hall, and Dmitri B. Chklovskii
论文ID：0907.2373
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2011-02-07