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J-GLOBAL ID：201802269986006297   整理番号：18A0397988

神経生物学的ミクロドメインにおける電圧-電流関係モデリングのための球におけるPoisson-Nernst-Planck方程式の解析【Powered by NICT】

Analysis of the Poisson-Nernst-Planck equation in a ball for modeling the Voltage-Current relation in neurobiological microdomains

著者 (4件)： Cartailler J. (Ecole Normale Superieure, 46 rue d’Ulm 75005 Paris, France) ,  Schuss Z. (Department of Mathematics, Tel-Aviv University, Tel-Aviv 69978, Israel) ,  Holcman D. (Mathematical Institute, University of Oxford, Andrew Wiles Building, Woodstock Rd, Oxford OX2 6GG, United Kingdom) ,  Holcman D. (Ecole Normale Superieure, 46 rue d’Ulm 75005 Paris, France)
資料名： Physica D: Nonlinear Phenomena  (Physica D: Nonlinear Phenomena)
巻： 339  ページ： 39-48  発行年： 2017年 
JST資料番号： C0749A  ISSN： 0167-2789  CODEN： PDNPDT  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： イオンの電気拡散はPoisson-Nernst-Planck(PNP)方程式,電荷濃度と電位を非線形結合によりしばしば記述される。このモデルは,とりわけ,神経微小区画中のイオンの運動を記述するために使用される。イオンの初期電荷は不浸透性誘電体膜で囲まれた領域に注入される時,それは緩和と電圧の定常状態分布を決定する方法は未解決の問題でこの時間を維持した。本論文の目的は,大規模全電荷の限界におけるd次元ボール(d=1 , 2 , 3)の固定PNP方程式の解への漸近近似を構築することである。この形状ではPNP系はLiouville Gelfand Bratu(LGB)方程式に還元され,境界条件はNeumann,Dirichletではないという違いが,指数項の指数の負の符号である。全境界はイオンを透過させ,電場はPoisson方程式の両立性条件を満足する。これらの違いは,LGB方程式における反発による吸引を置換可能であり,溶液を完全に変化させる。電圧は中心で最高であり,境界に向かって減少することを見出した。も中心と表面との間の電位降下は電荷の総数と直線的に,古典的静電容量理論のように対数的に増加することを見出した。対数特異性は,漸近的議論からD=3で得られ,相図の解析から導くことができない。これらの結果は,外向き電流と樹状突起棘における電圧,狭い首による神経軸索に円滑に接続された誘電体球として理想化を導くために用いた。これは神経伝達に関与する基本的なミクロドメインである。神経脊椎頭部をモデル化し,球の小吸収窓にボールにおける定常密度からのイオンの脱出速度を計算した。電流は小さな吸収窓による球に接続した狭いネックにより定義されることを予測し,狭い脱出理論によって示唆されるように,一方電圧は頚部とは無関係にPNP方程式によって制御される。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： 静電容量 ,  モデル ,  *モデリング ,  イオン ,  軸索 ,  境界条件 ,  電荷 ,  誘電体薄膜 ,  *電圧 ,  電位 ,  Poisson方程式 ,  電場 ,  *電流 ,  *ミクロドメイン
準シソーラス用語： *神経 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： Poisson-Nernst-Planck ,  電子拡散 ,  最初の通過時間 ,  樹状突起棘 ,  Boltzmann Poisson方程式 ,  Asymptotics

分類 (2件)： 細胞膜の輸送  (EF04020R) ,  コロイド化学一般  (CB11010C)

タイトルに関連する用語 (6件)： 神経生物学 ,  ミクロドメイン ,  モデリング ,  球 ,  Poisson-Nernst-Planck方程式 ,  解析