軸索初期セグメントにおけるナトリウムチャンネル動力学の空間的不均一性のバックプロパゲーションに対する影響【JST・京大機械翻訳】

Barlow, B. S.; Longtin, A.; Joos, B.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202203359440130 整理番号：22P0326311

軸索初期セグメントにおけるナトリウムチャンネル動力学の空間的不均一性のバックプロパゲーションに対する影響【JST・京大機械翻訳】

Impact on backpropagation of the spatial heterogeneity of sodium channel kinetics in the axon initial segment

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発行年： 2023年10月02日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2023年10月02日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

種々のニューロンにおいて,活動電位(AP)は軸索初期セグメント(AIS)と呼ばれる領域内で近位軸索で開始し,その膜上で高密度の電位依存性ナトリウムチャンネル(NaV)を有する。錐体ニューロンにおいて,近位AISは,遠位AISと比較して,より脱分極した電圧に対して「右シフト」であるゲーティング特性を有するNaVの高い割合を示すことが報告されている。さらに,最近の実験は,ニューロンが発達するにつれて,AISに沿ったNaVサブタイプの空間分布が実質的に変化し,ニューロンが前述の分布を修正することにより興奮性を調節することを示唆する。ニューロンが軸索的に刺激されたとき,計算モデリングは,AISにおけるゲーティング特性のこの空間的分離が,樹状突起へのAPの逆伝播を増強することを示した。対照的に,体細胞刺激のより自然なシナリオにおいて,著者らのシミュレーションは,同じ分布が逆伝播を妨げることができることを示した。3つの多区画錐体細胞モデルのAISにおける一連の仮想的NaV分布を実行し,NaVサブタイプの空間分布が変化するので,そのような影響の根底にある正確な動力学機構を検討した。軸索刺激により,近位AISにおける右シフトNaVの濃縮は逆伝播を促進するように,近位NaVアベイラビリティが支配的である。しかし,体細胞刺激により,モデルはアベイラビリティに鈍感である。代わりに,AISにおける右シフトNaVの高い活性化閾値は逆伝播を妨げる。したがって,最近観察された発生変化は,AISの差次的衝撃活性化とアベイラビリティにおけるNaV1.2とNaV1.6の空間分離と相対比率に変化している。バックプロパゲーションと潜在的学習に対する影響は,オルソドローム対抗症候性刺激に対して反対である。【JST・京大機械翻訳】

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, 【Automatic Indexing@JST】

中枢神経系

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