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关于本课题

投稿截止日期2023年2月4日

神经元和神经元回路必须传递它们的功能,尽管环境条件正在发生变化,在许多情况下,它们必须在生物体的整个生命周期中这样做。神经元弹性的不同机制在大范围的时间尺度上起作用。神经元能够瞬间应对一些扰动,如温度的急剧变化。在较长的时间尺度上,他们可以从失败中恢复,并可以适应,以便在遗传和药理学操作的存在下发挥作用。它们还必须承受终生的挑战,比如蛋白质周转,在某些情况下,它们的大小也会发生变化。

神经元和电路对扰动的瞬时或短期反应被认为是由它们的兴奋性属性决定的。神经元表达多种不同类型的离子通道,这些离子通道被认为具有重叠的特性。因此,离子电流类型的故障或故障原则上可以由另一种电流类型来补偿。在计算模型中,这种重叠与离子通道简并的概念有关:离子通道密度的多种不同组合导致类似的活性或功能模式。因此,有人认为离子通道简并对恢复力很重要,因为它为神经元和电路提供了不同的“策略”来应对扰动。当扰动足够极端时,神经元和电路最终表现出异常活动并停止运作。有趣的是,实验表明,具有类似控制活动的电路会以完全不同的方式出现功能障碍或“崩溃”,这可能是因为它们使用了不同的离子电流组合。

有一些扰动会导致神经元和电路最初功能失调,但它们的功能可以在较长时间内恢复。实验确定并描述了这种恢复过程背后的一些分子过程,如调节离子通道活性的应激诱导伴侣蛋白。神经调节剂能够极大地改变神经元的兴奋性,也被认为在功能恢复中发挥作用。关于起搏器回路的理论研究表明,神经元和回路可以自我组装成它们的功能配置,因此,通过依赖活动的稳态,可以承受扰动并从扰动中恢复。从这个角度来看,神经元可以感知它们的活动,并使用这些信息来调节它们的通道密度,从而达到特定的目标输出模式或功能。体内平衡机制也在皮质网络等大型电路中发挥作用。人们普遍认为,正常的大脑功能需要调节放电速率。放电速率稳态(FRH)在脊椎动物和无脊椎动物神经元以及皮质神经元的实验中都有报道。计算模型表明,负反馈过程是大型神经元网络FRH的主要机制之一。

本主题的目的是汇集意见,评论和原始研究文章,解决关于神经元弹性和稳态在多个时间尺度上的问题,在小和大的电路,包括(但不限于):

-恢复过程的分子机制:应激诱导蛋白,神经调节的作用
-实验显示神经元和电路失去和恢复活动。
-单细胞和网络水平内稳态的机制模型,以及发射速率内稳态。
-单细胞和网络水平瞬时弹性的机械模型
-离子通道简并度与瞬时回弹性的关系。
-神经调节剂在恢复过程中的作用。

关键字:神经元弹性,离子通道退化,功能的丧失和恢复,活动依赖性稳态,放电速率稳态


重要提示:所有对本研究主题的贡献必须在其所提交的章节和期刊的范围内,如其使命声明中所定义的那样。雷竞技rebat在同行评审的任何阶段,Frontiers保留将超出范围的稿件引导到更合适的章节或期刊的权利。

神经元和神经元回路必须传递它们的功能,尽管环境条件正在发生变化,在许多情况下,它们必须在生物体的整个生命周期中这样做。神经元弹性的不同机制在大范围的时间尺度上起作用。神经元能够瞬间应对一些扰动,如温度的急剧变化。在较长的时间尺度上,他们可以从失败中恢复,并可以适应,以便在遗传和药理学操作的存在下发挥作用。它们还必须承受终生的挑战,比如蛋白质周转,在某些情况下,它们的大小也会发生变化。

神经元和电路对扰动的瞬时或短期反应被认为是由它们的兴奋性属性决定的。神经元表达多种不同类型的离子通道,这些离子通道被认为具有重叠的特性。因此,离子电流类型的故障或故障原则上可以由另一种电流类型来补偿。在计算模型中,这种重叠与离子通道简并的概念有关:离子通道密度的多种不同组合导致类似的活性或功能模式。因此,有人认为离子通道简并对恢复力很重要,因为它为神经元和电路提供了不同的“策略”来应对扰动。当扰动足够极端时,神经元和电路最终表现出异常活动并停止运作。有趣的是,实验表明,具有类似控制活动的电路会以完全不同的方式出现功能障碍或“崩溃”,这可能是因为它们使用了不同的离子电流组合。

有一些扰动会导致神经元和电路最初功能失调,但它们的功能可以在较长时间内恢复。实验确定并描述了这种恢复过程背后的一些分子过程,如调节离子通道活性的应激诱导伴侣蛋白。神经调节剂能够极大地改变神经元的兴奋性,也被认为在功能恢复中发挥作用。关于起搏器回路的理论研究表明,神经元和回路可以自我组装成它们的功能配置,因此,通过依赖活动的稳态,可以承受扰动并从扰动中恢复。从这个角度来看,神经元可以感知它们的活动,并使用这些信息来调节它们的通道密度,从而达到特定的目标输出模式或功能。体内平衡机制也在皮质网络等大型电路中发挥作用。人们普遍认为,正常的大脑功能需要调节放电速率。放电速率稳态(FRH)在脊椎动物和无脊椎动物神经元以及皮质神经元的实验中都有报道。计算模型表明,负反馈过程是大型神经元网络FRH的主要机制之一。

本主题的目的是汇集意见,评论和原始研究文章,解决关于神经元弹性和稳态在多个时间尺度上的问题,在小和大的电路,包括(但不限于):

-恢复过程的分子机制:应激诱导蛋白,神经调节的作用
-实验显示神经元和电路失去和恢复活动。
-单细胞和网络水平内稳态的机制模型,以及发射速率内稳态。
-单细胞和网络水平瞬时弹性的机械模型
-离子通道简并度与瞬时回弹性的关系。
-神经调节剂在恢复过程中的作用。

关键字:神经元弹性,离子通道退化,功能的丧失和恢复,活动依赖性稳态,放电速率稳态


重要提示:所有对本研究主题的贡献必须在其所提交的章节和期刊的范围内,如其使命声明中所定义的那样。雷竞技rebat在同行评审的任何阶段,Frontiers保留将超出范围的稿件引导到更合适的章节或期刊的权利。

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