神经元电场的有限元分析：异质电阻率的影响
摘要：计算神经科学领域中，模拟细胞外场是一种重要的方法之一。它最常用于验证实验方法，如脑电图和细胞外脉冲记录，或者对无法通过实验确定的生理现象进行建模。连续的实验工作再次提高了神经元结构之间偏振效应对神经元通信的重要性。由于这种效应基于非常小的电位变化，更好的建模方法是必要的，以更真实地定量描述细微的电场。对于海马形成中局部场效应的一个重要影响因素是细胞外组织的异质性电阻率。大多数建模研究认为细胞外空间是均匀的，但实验表明金字塔体层的电阻率是其他海马层的两倍。根据点源近似进行的常见模拟方法只能用单一的线性因子来描述空间的电阻。我们建议模型应该基于时空相关的麦克斯韦方程，以考虑细胞外空间的异质性特性和密集海马层中神经元的特定排列。为了证明异质性细胞外电阻率和神经元空间定位对建模结果的影响，我们将经典细胞模型的解与通过有限元法求解的时空PDE相结合。借助这些方法，我们显示了引入异质性电阻率对于靠近发射神经元的电位具有重要影响，相比均匀变体，细胞外电位显著增加。
作者：Pavol Bauer, Sanja Mikulovic, Stefan Engblom, Katarina E. Le~ao, Frank Rattay, Richardson N. Le~ao
论文ID：1211.0249
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2013-01-22