埃勒姆巴亚特·莫赫塔里；J.Josh Lawrence；艾米丽·斯通。 短期可塑性神经调节对海马神经元间突触信息处理的影响。 （英语） Zbl 1395.92032号 数学杂志。神经科学。 8，论文编号7，31 p.（2018）. 小结：由化学突触连接的微电路中的神经元的连接可能会受到细胞先前活动的影响。可用于释放神经递质的突触数量可以通过消耗易释放的神经递质（NT）而通过重复激活来减少，也可以通过促进来增加，其中NT的释放概率通过先前的激活而增加。这些相互竞争的效应可以产生一个复杂而微妙的与时间相关的连接范围。在这里，我们研究了接受泊松峰序列输入的突触前神经元的易化和抑制（FD）的概率特性。我们使用一个FD模型，该模型由来自海马篮细胞和锥体细胞连接的实验数据参数化，用于θ（3–8 Hz）和γ（20–100 Hz）振荡频率范围内的固定频率输入峰值。因此，我们的结果将适用于海马体中负责与学习和记忆相关的θ和γ节律相互作用的微电路。将控制情况与使用药物神经调节剂（毒蕈碱）的情况进行比较。我们应用标准信息理论度量，如熵和互信息，并找到释放概率概率分布的闭合形式近似表达式。我们还使用技术来测量反应对突触所受刺激的确切历史的依赖性，这揭示了对照组和毒蕈碱添加组之间的一些意想不到的差异。 引用于2文件 MSC公司： 92C20美元 神经生物学 65 C50 其他概率计算问题（MSC2010） 94甲15 信息论（总论） 关键词：短期突触可塑性；相互信息；胆碱能调节；海马gaba能突触 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit｛E.Bayat Mokhtari｝等人，数学杂志。神经科学。8，论文编号7，31 p.（2018；Zbl 1395.92032） 全文： 内政部 arXiv公司 OA许可证 参考文献： [1] 劳伦斯，JJ；哈里奥，H；Stone，EF，突触前胆碱能神经调节改变幼年CA1小鼠海马区小蛋白阳性篮细胞突触处短期抑郁的时间动力学，神经生理学杂志，1132408-2419，（2015）·doi:10.1152/jn.00167.2014 [2] 雅培，LF；Regehr，WG，Synaptic计算，《自然》，431796-803，（2004）·doi:10.1038/nature03010 [3] 安瓦尔，H；Li，X；Bucher，D；Nadim，F，强调抑制的短期突触可塑性的功能作用，Curr Opin Neurobiol，43，71-78，（2017）·doi:10.1016/j.conb.2017.01.002 [4] Vogels，T；Froemke，R；多扬，N；Gilson，M；哈斯，J；刘，R；马菲，A；米勒，P；维伦加，C；伍丁，M；曾克，F；Sprekeler，H，抑制性突触可塑性：尖峰时间依赖性和假定的网络功能，前神经回路，7，（2013）·doi:10.3389/fncir.2013.00119 [5] 去排气，A；Marder，E，《单神经元和电路计算中的可塑性》，《自然》，431789-795，（2004）·doi:10.1038/nature03011 [6] 雅培，LF；JA瓦雷拉；森，K；Nelson，SB，突触抑制和皮层增益控制，《科学》，275221-224，（1997）·doi:10.1126/science.275.5297.221 [7] Fauth，M；Wörgötter，F；Tetzlaff，C，《通过突触和结构可塑性的相互作用形成多突触连接及其功能后果》，《公共科学图书馆·计算生物学》，11，（2015）·doi:10.1371/journal.pcbi.1004031 [8] Cartling，B，突触动力学对神经信息传递的控制，Theor Biol杂志，214275-292，（2002）·doi:10.1006/jtbi.2001.2462 [9] Fuhrmann，G；塞格夫，I；马克拉姆，H；Tsodyks，M，通过活动依赖性突触对时间信息进行编码，《神经生理学杂志》，87，140-148，（2002）·doi:10.1152/jn.00258.2001 [10] 杨，Z；Hennig，MH；Postlethwaite，M；福赛思，ID；英国石油公司格雷厄姆（Graham），《花萼处的宽带信息传输》，神经计算，21，991-1017，（2009）·Zbl 1157.92304号 ·doi:10.1162/neco.2008.02-08-714 [11] Tsodyks，M；Pawelzik，K；Markram，H，带动态突触的神经网络，神经计算，10，821-835，（1998）·doi:10.1162/08997669830017502 [12] Zador，A，突触不可靠性对尖峰神经元传递信息的影响，神经生理学杂志，79，1219-1229，（1998）·doi:10.1152/jn.1998.79.31219 [13] 高盛，MS；马尔多纳多，P；Abbott，LF，冗余减少和随机抑制突触的持续放电，《神经科学杂志》，22，584-591，（2002）·doi:10.1523/JNEUROSCI.22-002-00584.2002 [14] M伦敦；Schreibman，A；Häusser，M；马萨诸塞州拉库姆；Segev，I，《突触的信息功效》，《国家神经科学》，5，332-340，（2002）·doi:10.1038/nn826 [15] 斯通，E；哈里奥，H；Lawrence，JJ，海马gabaergic突触胆碱能调制频率依赖性的动力学模型，Math Biosci，258162-175，（2014）·Zbl 1314.92039号 ·doi:10.1016/j.mbs.2014.09.013 [16] Lee，C-CJ；安东，M；Poon，C-S；McRae，GJ，统一突触前短期易化和抑郁的动力学模型，计算机神经科学杂志，26459-473，（2008）·doi:10.1007/s10827-008-0122-6 [17] Khanin，R；帕纳斯，I；Parnas，H，《关于阐明神经递质释放的分子机制的理论和实验之间的反馈》，《公牛数学生物学》，68，997-1009，（2006）·Zbl 1334.92073号 ·doi:10.1007/s11538-006-9099-3 [18] 马克拉姆，H；王，Y；Tsodyks，M，通过新皮质锥体神经元的同一轴突的差异信号，美国国家科学院院刊，95，5323-5328，（1998）·doi:10.1073/美国国家统计局.95.9.5323 [19] 迪特曼，JS；克里策，AC；Regehr，WG，易化、抑郁和三个突触前终末残余钙之间的相互作用，神经科学杂志，201374-1385，（2000）·doi:10.1523/JNEUROSCI.20-04-01374.2000 [20] Buzsáki，G；Wang，X-J，伽马振荡机制，《神经科学年鉴》，35，203-225，（2012）·doi:10.1146/annurev-neuro-062111-150444 [21] Tsodyks，MV；Markram，H，新皮质锥体神经元之间的神经代码取决于神经递质释放概率，美国国家科学院院刊，94719-723，（1997）·doi:10.1073/pnas.94.2.719 [22] 卢，T；Trussell，LO，异步递质释放介导的抑制性传播，神经元，26，683-694，（2000）·doi:10.1016/S0896-6273（00）81204-0 [23] 扎克，RS；Regehr，WG，短期突触可塑性，Annu Rev Physiol，64355-405，（2002）·doi:10.1146/annurev.physiol.64.092501.114547 [24] 迪特曼，JS；Regehr，WG，攀爬纤维-浦肯野细胞突触处突触前抑制的钙依赖性和恢复动力学，《神经科学杂志》，18，6147-6162，（1998）·doi:10.1523/JNEUROSCI.18-16-06147.1998 [25] 史蒂文斯，CF；Wesseling，JF，突触小泡可用于进行胞吐的速率的活性依赖性调节，《神经元》，21，415-424，（1998）·网址：10.1016/S0896-6273（00）80550-4 [26] Gersdorff，H；Schneggenburger，R；Weis，S；Neher，E，花萼突触突触前抑制：代谢型谷氨酸受体的小作用，《神经科学杂志》，17，8137-8146，（1997）·doi:10.1523/JNEUROSCI.17-21-08137.1997 [27] 王，L-Y；Kaczmarek，LK，《高频放电有助于补充容易释放的突触小泡池》，《自然》，394384-388，（1998）·doi:10.1038/28645 [28] 冈萨雷斯，JC；利格纳尼，G；马洛托，M；Baldelli，P；Hernández-Guijo，JM，突触前毒蕈碱受体减少突触抑制并促进海马gabaergic突触的恢复，大脑皮层，241818-1831，（2014）·doi:10.1093/cercor/bht032 [29] 哈里奥，H；Saksman，E；Tamminen，J，自适应大都会算法，伯努利，7，223-242，（2001）·Zbl 0989.65004号 ·doi:10.2307/3318737 [30] 哈里奥，H；莱恩，M；米拉，A；Saksman，E，DRAM：高效自适应MCMC，统计计算，16，339-354，（2006）·doi:10.1007/s11222-006-9438-0 [31] 史蒂文斯，CF，神经递质的量子释放和长期增强，细胞，72，55-63，（1993）·doi:10.1016/S0092-8674（05）80028-5 [32] 香农，CE，通信数学理论，贝尔系统技术杂志，27379-423，（1948）·Zbl 1154.94303号 ·doi:10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x [33] 弗里德曼，D；Diaconis，P，《关于直方图作为密度估计器：L2理论》，Z Wahrscheinlichkeits theor Verw Geb，57，453-476，（1981）·Zbl 0449.62033号 ·doi:10.1007/BF01025868 [34] 麦吉尔，WJ，多变量信息传递，《心理测量学》，1997-116，（1954）·兹比尔0058.35706 ·doi:10.1007/BF02289159 [35] 北卡罗来纳州夸克；Choi，C-H，基于parzen窗口的互信息输入特征选择，IEEE Trans-Pattern Ana Mach Intell，241667-1671，（2002）·doi:10.1109/TPAMI.2002.1114861 [36] 左前Kozachenko；Leonenko，NN，随机向量熵的样本估计，Probl-Inf-Transm，2395-101，（1987）·Zbl 0633.62005号 [37] 克拉斯科夫，A；施特鲍尔，H；Grassberger，P，《估算相互信息》，Phys Rev E，69，（2004）·doi:10.1103/PhysRevE.69.066138 [38] 林德纳，B；Gangloff，D；龙廷，A；刘易斯，JE，动态突触宽带编码，神经科学杂志，29，2076-2087，（2009）·doi:10.1523/JNEUROSCI.3702-08.2009 [39] 罗特曼，Z；邓，P-Y；弗吉尼亚州Klyachko，《短期可塑性优化突触信息传递》，《神经科学杂志》，3114800-14809，（2011）·doi:10.1523/JNEUROSCI.3231-11.2011 [40] 罗森鲍姆，R；鲁宾，J；Doiron，B，短期突触抑制对突触信息传递施加频率依赖性滤波器，PLoS Comput Biol，8，（2012）·doi:10.1371/journal.pcbi.1002557 [41] 瓦尔加，C；Golshani，P；Soltesz，I，清醒小鼠海马振荡期间神经元间放电的频率-时间顺序变化，美国国家科学院院刊，109，e2726-e2734，（2012）·doi:10.1073/pnas.1210929109 [42] 易，F；球，J；斯托尔，肯塔基州；饱和，VC；米切尔，SM；Pauli，JL；霍洛韦，BB；Johnston，AD；纳森森，新墨西哥州；Deisseroth，K；DJ Gerber；Tonegawa，S；Lawrence，JJ，M1毒蕈碱型乙酰胆碱受体对小白蛋白阳性中间神经元的直接刺激：在细胞兴奋性、抑制性传递和认知中的作用，生理学杂志，592，3463-3494，（2014）·doi:10.1113/jphysiol.2014.275453 [43] 鲍尔，F；Scanziani，M，《海马动态电路对棘波序列的路由》，《自然》，429717-723，（2004）·doi:10.1038/nature02615 [44] 克拉奇菲尔德，JP，《涌现的计算：计算、动力学和归纳》，《物理学D》，75，11-54，（1994）·Zbl 0860.68046号 ·doi:10.1016/0167-2789（94）90273-9 [45] 沙利兹，CR；克拉奇菲尔德，JP，计算力学：模式与预测，结构与简单性，J Stat Phys，104，817-879，（2001）·兹比尔1100.82500 ·doi:10.1023/A:1010388907793 [46] Kesten，H，随机矩阵乘积的随机差分方程和更新理论，《数学学报》，131207-248，（1973）·Zbl 0291.60029号 ·doi:10.1007/BF02392040 [47] Vervaat，W，关于随机差分方程和非负无穷可分随机变量的表示，Adv Appl Probab，11，750-783，（1979）·Zbl 0417.60073号 ·doi:10.2307/1426858 [48] Dufresne，D，beta和gamma分布的代数性质及其应用，Adv Appl Math，20，285-299，（1998）·Zbl 0915.62006号 ·doi:10.1006/aama.1997.0576 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。