陈思成;莫锡英;Ng，Danny Wee-Kiat;吴成佑 神经-胶质细胞相互作用在超慢振荡出现中的作用。 （英语） Zbl 1400.92085号 生物、网络。 111，5-6号，459-472（2017）. 摘要：通过脑电图和大鼠皮层神经元的分离培养物，已在人类中记录到1–100 mHz的超慢皮层振荡活动，但其潜在机制仍有待阐明。本研究提出了一种基于神经元与星形胶质细胞相互作用的超慢振荡活动的计算模型。我们预测，这些振荡的频率密切依赖于网络中星形胶质细胞的激活，这可以通过细胞内钙浓度的振荡来反映，振荡周期在几十秒到几分钟之间。星形胶质细胞内细胞内钙的增加触发这些细胞释放三磷酸腺苷，这可能通过增加或减少神经递质的释放来改变附近突触的传递。这些结果为人们逐渐认识到星形胶质细胞是调节神经活动的积极参与者提供了理论支持，并确定神经-星形胶质细胞相互作用是出现超慢皮层振荡的潜在主要机制。 引用于1文件 MSC公司： 92C20美元 神经生物学 92C45型 生化问题中的动力学（药代动力学、酶动力学等） 关键词：超慢振荡;皮层培养;神经-胶质细胞相互作用 软件：MeaBench公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.-C.Chan}等人，《生物》。赛博。111、No.5--6、459--472（2017；Zbl 1400.92085） 全文： 内政部 参考文献： [1] 阿米里，M；巴赫拉米，F；Janahmadi，M，星形胶质细胞在神经元网络模型同步中的功能贡献，Theor Biol杂志，292，60-70，（2012）·Zbl 1307.92027号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2011.09.013 [2] 阿米里，M；侯赛因马迪，N；巴赫拉米，F；Janahmadi，M，Astrocyte-神经元相互作用作为神经同步性产生的机制：基于建模和实验的研究，《计算神经科学杂志》，34，489-504，（2013）·doi:10.1007/s10827-012-0432-6 [3] 阿拉克，A；Carmignoto，G；PG海登；奥列特，SH；罗比塔耶，R；Volterra，A，《神经递质在时空中的旅行》，《神经元》，第81期，第728-739页，（2014年）·doi:10.1016/j.neuron.2014.02.007 [4] 阿特维尔，D；AM Buchan；夏帕克，S；Lauritzen，M；MacVicar，文学学士；纽曼，EA，脑血流的神经胶质和神经元控制，《自然》，468232，（2010）·doi:10.1038/nature09613网址 [5] 阿泽夫多，FA；等。，同等数量的神经元和非神经元细胞使人脑成为等距放大的灵长类大脑，《比较神经学杂志》，513532-541，（2009）·数字对象标识代码：10.1002/cne.21974 [6] 巴扎尔加尼，N；Attwell，D，《星形胶质细胞钙信号：第三波》，《国家神经科学》，第19期，第182-189页，（2016年）·doi:10.1038/nn.4201 [7] 贝齐，P；Volterra，A，活跃大脑中的神经-胶质细胞信号网络，Curr Opin Neurobiol，11387-394，（2001）·doi:10.1016/S0959-4388（00）00223-3 [8] 船首，DN；Khakh，BS，ATP刺激中间神经元和星形胶质细胞以增加神经元网络中的突触抑制，《神经科学杂志》，248606-8620，（2004）·doi:10.1523/JNEUROSCI.2660-04.2004 [9] 布朗，AM；Ransom，BR，星形胶质细胞糖原和脑能量代谢，Glia，55，1263-1271，（2007）·doi:10.1002/glia.20557 [10] 布鲁内尔，N，兴奋性和抑制性放电神经元稀疏连接网络的动力学，计算机神经科学杂志，8183-208，（2000）·兹比尔1036.92008 ·doi:10.1023/A:1008925309027 [11] 布鲁内尔，N；Hakim，V，低放电率的完整和完整神经元网络中的快速全局振荡，神经计算，11621-1671，（1999）·doi:10.1162/0899766999300016179 [12] 角，M；Togt，C，《没有个体发育就没有系统发育——对睡眠样神经和行为节律来源的比较和发展研究》，《神经科学公牛》，28，25-38，（2012）·doi:10.1007/s12264-012-1062-8 [13] De PittáM，Brunel N（2016）谷氨酸能神经传递对突触可塑性的调节：一项模型研究。2016年神经整形 [14] De Pitta M、Volman V、Berry H、Parpura V、Volterra A、Ben-Jacob E（2012）《理解星形胶质细胞信号在突触传递和可塑性中的作用的计算探索》。前计算机神经学6（98） [15] Young，GW；Keizer，J，基于肌醇1，4，5-三磷酸受体的单池模型用于（text{Ca}^{2+}）浓度的激动剂刺激振荡，国家科学院学报，89，9895-9899，（1992）·doi:10.1073/pnas.89.20.9895 [16] 皮特，M；布鲁内尔，N；Volterra，A，《星形胶质细胞：协调突触可塑性？》？，神经科学，32343-61，（2016）·doi:10.1016/j.neuroscience.2015.04.001 [17] Drew，PJ；杜恩，JH；戈拉诺夫，E；Kleinfeld，D，《寻找自发振荡的一致性》，《国家神经科学》，第11期，1991年至1993年，（2008年）·doi:10.1038/nn0908-991 [18] Fellin，T，神经元和星形胶质细胞之间的通讯：与突触和网络活动的调节相关，《神经化学杂志》，108，533-544，（2009）·文件编号：10.1111/j.1471-4159.2008.05830.x [19] Fellin，T；帕斯卡尔，O；Haydon，PG，《星形胶质细胞协调突触网络：平衡兴奋和抑制》，《生理学》，21，208-215，（2006）·doi:10.1152/physical.00161.2005 [20] Fellin T、Ellenbogen JM、De PittáM、Ben-Jacob E、Halassa MM（2012）《睡眠回路的星形胶质细胞调节：实验和建模视角》。前计算机神经学6（65） [21] Foskett，JK；白色，C；张，K-H；Mak，D-OD，肌醇三磷酸受体释放通道，《生理学评论》，87，593-658，（2007）·doi:10.1152/physrev.00035.2006 [22] Giaume，C；库拉科夫，A；鲁克斯，L；霍尔克曼，D；Rouach，N，《星形胶质细胞网络：神经胶质和胶质血管相互作用的进一步发展》，《国家神经科学评论》，11，87-99，（2010）·doi:10.1038/nrn2757 [23] 哈拉萨，MM；海登，PG，《集成脑电路：星形细胞网络调节神经元活动和行为》，《生理学年鉴》，72，335-355，（2010）·doi:10.1146/annurev-physiol-021909-135843 [24] 希腊霍尔特；Softky，WR；科赫，C；Douglas，RJ，猫视觉皮层神经元体内外放电变异性的比较，神经生理学杂志，751806-1814，（1996） [25] 休斯，西南；Lőrincz，马里兰州；人力资源部帕里；Crunelli，V，《丘脑中继核团中的低频振荡：基本机制及其对健康和疾病状态的意义》，《Progr Brain Res》，193，145，（2011）·doi:10.1016/B978-0-444-53839-0.00010-7 [26] Keizer，J；李，Y；Stojilković，S；Rinzel，J，Insp3诱导的内质网兴奋性，Mol Biol细胞，61945-951，（1995）·doi:10.1091/mbc.6.8.945 [27] 小泉，S；富士田，K；Tsuda，M；Shigemoto-Mogami，Y；Inoue，K，海马培养中星形胶质细胞衍生ATP对兴奋性突触传递的动态抑制，国家科学院院刊，10011023-11028，（2003）·doi:10.1073/pnas.1834448100 [28] Lallouette J，De PittáM，Ben-Jacob E，Berry H（2014）稀疏短程连接增强了星形胶质细胞网络3D模型中的钙波传播。前计算机神经科学8（45） [29] 拉瑟姆，P；里士满，B；Nelson，P；Nirenberg，S，《神经元网络的内在动力学》。一、 神经生理学理论J，83，808-827，（2000） [30] 拉瑟姆，P；里士满，B；尼伦伯格，S；Nelson，P，神经元网络的内在动力学。二、 实验神经生理学杂志，83，828-835，（2000） [31] 李，Y-X；Rinzel，J，从详细动力学模型导出的受体介导的[（text{InsP}^{3}）振荡方程：霍奇金-霍克斯利形式主义，Theor Biol杂志，166，461-473，（1994）·doi:10.1006/jtbi.194.1041 [32] Lőrincz，马里兰州；盖尔，F；Bao，Y；克鲁内利，V；Hughes，SW，丘脑网络中依赖ATP的次声（0.1 hz）振荡，PLoS ONE，4，e4447，（2009）·doi:10.1371/journal.pone.0004447 [33] Mok，S；Nadasdy，Z；林，Y；Goh，S，《体外皮层网络中的超低速振荡》，《神经科学》，206，17-24，（2012）·doi:10.1016/j.neuroscience.2012.01.009 [34] 莫里斯，C；Lecar，H，藤壶巨肌纤维中的电压振荡，生物物理学J，35，193-213，（1981）·doi:10.1016/S0006-3495（81）84782-0 [35] Nadkarni，S；Jung，P，打扮神经元的自发振荡：癫痫的一种新机制？，《物理评论快报》，91，268101，（2003）·doi:10.1103/PhysRevLett.91.268101 [36] Nadkarni，S；Jung，P，《修饰神经元：神经-胶质相互作用建模》，《物理生物学》，第1期，第35页，（2004年）·doi:10.1088/1478-3967/1/1/004 [37] 内德加德，M；勒索，B；Goldman，SA，《星形胶质细胞的新角色：重新定义大脑的功能结构》，《趋势神经科学》，26，523-530，（2003）·doi:10.1016/j.tins.2003.08.008 [38] 潘纳什，U；等。，星形胶质网络衡量突触活动和可塑性，美国国家科学院院刊，108，8467-8472，（2011）·doi:10.1073/pnas.1016650108 [39] 意大利面，L；沃尔特拉，A；Pozzan，T；Carmignoto，G，《星形胶质细胞中的细胞内钙振荡：神经元和星形胶质细胞之间的高度可塑性双向原位通讯形式》，《神经科学杂志》，17，7817-7830，（1997） [40] 皮奇奥尼，D；等。，睡眠期间，次低频脑电图振荡组织了大规模的皮层-皮层下相互作用：EEG/fMRI联合研究，Brain Res，1374，63-72，（2011）·doi:10.1016/j.braines.2010.12.035 [41] 政治学，A；垫片，LD；托马斯，美联社；Höfer，T，IP3和（text{Ca}^{2+}）振荡模型：频率编码和潜在反馈的识别，生物物理杂志，90，3120-3133，（2006）·doi:10.1529/biophysj.105.072249 [42] Poskanzer，KE；Yuste，R，皮层UP状态的星形细胞调节，国家科学院院刊，10818453-18458，（2011）·doi:10.1073/pnas.112378108 [43] Poskanzer，KE；Yuste，R，体内星形胶质细胞调节皮层状态转换，国家科学院院刊，113，e2675-e2684，（2016）·doi:10.1073/pnas.1520759113 [44] Postnov，D；科雷什科夫，R；布拉奇，N；布拉奇，A；Sosnovtseva，O，神经-星形胶质细胞网络功能模型中钙信号的动态模式，生物物理杂志，35，425-445，（2009）·数字对象标识代码：10.1007/s10867-009-9156-x [45] 山猫波特；DeMarse，TB，用于长期研究的神经细胞培养的新方法，《神经科学方法杂志》，110，17-24，（2001）·doi:10.1016/S0165-0270（01）00412-5 [46] 普雷斯科特，SA；拉特，S；科宁克，Y；Sejnowski，TJ，在活体条件下，金字塔神经元从体外积分器转换为共振器，神经生理学杂志，1003030-3042，（2008）·doi:10.1152/jn.90634.2008 [47] 鲁克斯，L；Benchenane，K；罗斯斯坦，JD；Bonvento，G；Giaume，C，嗅球中星形胶质细胞网络的可塑性，国家科学院学报，10818442-18446，（2011）·doi:10.1073/pnas.1107386108 [48] Sah，P；Faber，E，神经元钙激活钾电流下的通道，Progr Neurobiol，66，345-353，（2002）·doi:10.1016/S0301-0082（02）00004-7 [49] 佐佐木，T；Ishikawa，T；阿贝，R；Nakayama，R；Asada，A；松木，N；Ikegaya，Y，星形细胞钙信号传导协调器官型海马切片中的神经元同步，J Physiol，592，2771-2783，（2014）·doi:10.1113/jphysiol.2014.272864 [50] 塞格夫，R；夏皮拉，Y；Benveniste，M；Ben-Jacob，E，二维神经网络中同步爆发的观测和建模，Phys Rev E，64，011920，（2001）·doi:10.1103/PhysRevE.64.011920 [51] 施蒂费尔，KM；Englitz，B；Sejnowski，TJ，皮层中间神经元内在不规则放电的起源，国家科学院学报，110，7886-7891，（2013）·doi:10.1073/pnas.1305219110 [52] 托雷斯，A；等。，细胞外（Ca}^{2+}）作为神经元与胶质细胞之间通信的中介，Sci signal，5，8，（2012）·doi:10.1126/scisional.2002160 [53] 沃尔曼，V；本·雅各布，E；Levine，H，星形胶质细胞作为突触信息传递的守门人，Neural Comput，19303-326，（2007）·2018年11月11日 ·doi:10.1162/neco.2007.19.2.303 [54] Wagenaar D，DeMarse TB，Potter SM（2005）MEABench：多电极数据采集和在线分析的工具集。2005年，第二届国际IEEE EMBS神经工程会议。会议记录。IEEE，第518-521页 [55] 瓦拉赫，G；Lallouette，J；赫尔佐格，N；皮特，M；雅各布，EB；浆果，H；Hanein，Y，谷氨酸介导的神经元活性星形细胞滤过，《公共科学图书馆计算生物学》，10，e1003964，（2014）·doi:10.1371/journal.pcbi.1003964 [56] 张；等。，星形胶质细胞释放的ATP介导谷氨酸能活性依赖性异突触抑制，Neuron，40971-982，（2003）·doi:10.1016/S0896-6273（03）00717-7 [57] 张，S；弗里茨，N；伊巴拉，C；Uhlén，P，肌醇1，4，5-三磷酸受体亚型对钙振荡的特异性调节，神经化学研究，36，1175-1185，（2011）·doi:10.1007/s11064-011-0457-7 [58] 朱，G；李，X；Pu，J；陈，W；Luo，Q，通过多电极阵列上的低频刺激对海马神经网络慢振荡的瞬态改变，生物微器件，12，153-158，（2010）·doi:10.1007/s10544-009-9370-0 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。