×

周期性扩展去极化的数学模型。 (英语) Zbl 1402.92080号

小结:建立了一个神经元/星形胶质细胞网络的详细生物物理模型,以探索皮层扩散去极化复发的启动和传播机制。该模型包含了早期模型中未考虑的生物物理过程。这包括一个谷氨酸钠转运体模型,该模型可以详细描述谷氨酸逆向摄取。特别是,我们考虑了细胞外谷氨酸和钾升高在扩散去极化的启动、传播和复发中的特殊作用。

MSC公司:

92C20美元 神经生物学

软件:

XPPAUT公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿拉曼,我;Bélanger,M;Magistretti,PJ,Astrocyte-神经元代谢关系:好与坏,《神经科学趋势》,34,76-87,(2011)·doi:10.1016/j.tins.2010.12.001
[2] Barres,B.A.(2008年)。Glia的神秘与魔力:透视其在健康和疾病中的作用。https://doi.org/10.1016/j.neuron.2008.10.13。
[3] 巴雷托,E;克雷斯曼,JR,离子浓度动力学作为神经元爆发的机制,生物物理杂志,37361-373,(2011)·doi:10.1007/s10867-010-9212-6
[4] 贝内特,MR;法内尔,L;Gibson,WG,星形细胞网络中嘌呤能和缝隙连接传递导致的皮层扩散抑制的定量模型,生物物理杂志,955648-5660,(2008)·doi:10.1529/biophysj.108.137190
[5] Chang,JC公司;肯塔基州布伦南;He,D;黄,H;三浦,RM;等。,皮层扩散抑制代谢和灌注效应的数学模型,PLoS ONE,8,e70469,(2013)·doi:10.1371/journal.pone.0070469
[6] 查顿,J-Y;Marquet,P;Magistretti,PJ,小鼠皮层星形胶质细胞中L-谷氨酸调节的na+动力学定量分析:对细胞生物能量学的影响。《欧洲神经科学杂志》,12,3843-3853,(2000)
[7] 陈,Y;Swanson,RA,星形胶质细胞与脑损伤,脑血流与代谢杂志,23,137-149,(2003)·doi:10.1097/01.WCB.0000044631.80210.3C
[8] Choi,DW;Rothman,SM,谷氨酸神经毒性在缺氧缺血性神经元死亡中的作用,Annu。《神经科学评论》,13,171-182,(1990)·doi:10.1146/annurev.ne.13.030190.001131
[9] 马萨诸塞州Dahlem;格拉芙,R;强健,AJ;Dreier,JP;YA Dahlem;Sieber,M;汉克,W;波多尔,K;Sholl,E,扩展去极化的二维波型:收缩波、重入波和驻波,Physica D,239889-903,(2010)·Zbl 1187.92051号 ·doi:10.1016/j.physd.2009.08.009
[10] 丹博尔特,北卡罗来纳州,谷氨酸摄取,神经生物学进展,65,1-105,(2001)·doi:10.1016/S0301-0082(00)00067-8
[11] 丹博尔特,北卡罗来纳州;毛发,DN;周,Y,《神经与胶质细胞谷氨酸摄取:解决难题》,《神经化学国际》,98,29-45,(2016)·doi:10.1016/j.neuint.2016.05.009
[12] 科罗拉多州迪克曼;秋季,CP;Lechleiter,JD;Terman,D,中风期间星形胶质细胞线粒体代谢增强的神经保护作用建模,生物物理杂志,104,1752-1763,(2013)·doi:10.1016/j.bpj.2013.0225
[13] Dirnagl,U.,Iadecola,C.,Moskowitz,M.A.(1999年)。缺血性中风的病理生物学:综合观点。https://doi.org/10.1016/S0166-2236(99)01401-0.
[14] Dreier,JP;等。,蛛网膜下腔出血后迟发性缺血神经功能缺损与广泛的去极化簇相关,Brain,1293224-3227,(2006)·doi:10.1093/brain/awl297
[15] Dreier,JP,《神经疾病中传播抑郁、传播去极化和传播缺血的作用》,《国家医学》,17,439-447,(2011)·数字对象标识代码:10.1038/nm.2333
[16] 工程师,R;唐,W;温迪达尔,GF;詹森,V;Johannes Helm,P;斯普伦格尔,R;Looger,LL公司;Nagelhus,EA,皮层扩散性抑郁症中离子移位的动力学,大脑皮层,25,4469-4476,(2015)·doi:10.1093/cercor/bhv054
[17] Ermentrout,G.B.(2002年)。动力学系统的模拟、分析和动画制作:XPPAUT研究人员和学生指南。SIAM 14号机组·Zbl 1003.68738号
[18] Ermentrout,G.B.和Terman,D.H.(2010年)。神经科学的数学基础,跨学科应用数学第35卷纽约:Springer。十六+422页·Zbl 1320.92002年 ·doi:10.1007/978-0-387-87708-2
[19] 秋季,CP;Keizer,J,细胞内钙信号的线粒体调制,理论生物学杂志,210151-165,(2001)·doi:10.1006/jtbi.2000.2292
[20] Fröhlich,F;Bazhenov,M,皮层神经元中强直放电和爆发共存,《物理评论》E,74031922,(2006)·doi:10.1103/PhysRevE.74.031922
[21] 戈雷洛娃,NA;Bures,J,孤立鸡视网膜中扩散性抑郁症的螺旋波,发育神经生物学,14,353-363,(1983)·doi:10.1002/neu.480140503
[22] Grafstein,B,扩散性皮层抑郁症的传播位点,神经生理学杂志,19308-316,(1956)·doi:10.1152/jn.1956.19.4.308
[23] 哈廷斯,JA;渡边,T;布洛克,MR;DO Okonkwo;Fabricius,M;Woitzik,J;Dreier,JP;普契奥,A;百叶窗,洛杉矶;Pahl,C;强、AJ、弥散性去极化延长了直流电转移,并与脑外伤的不良预后相关,brain,1341529-1540,(2011)·doi:10.1093/brain/awr048
[24] 海登,PG,GLIA:听和说突触,《自然评论神经科学》,2185-193,(2001)·doi:10.1038/35058528
[25] Hille,B.(2001)。离子通道和可兴奋膜,第3版。桑德兰:西诺联合公司。
[26] Hübel,N;马萨诸塞州Dahlem,Hodgkin-Huxley模型中随时间变化的离子浓度和缓冲池从秒到小时的动力学,公共科学图书馆计算生物学,10,e1003941,(2014)·doi:10.1371/journal.pcbi.1003941
[27] Hübel,N;Schöll,E;Dahlem,MA,神经元模型中离子稳态兴奋性的双稳态动力学,PLoS计算生物学,10,e1003551,(2014)·doi:10.1371/journal.pcbi.1003551
[28] Hübel,N;Ullah,G,《阴离子控制细胞体积:扩散去极化过程中相对星形胶质细胞和神经元肿胀的案例研究》,PLoS One,11,e0147060,(2016)·doi:10.1371/journal.pone.0147060
[29] Huguet,G;Joglekar,A;马塔姆巴·梅西,L;巴卡略,R;Wong,S;Terman,D,神经元-星形胶质细胞网络模型中缝隙连接的神经保护作用,生物物理学J,111,452-462,(2016)·doi:10.1016/j.bpj.2016.05.051
[30] Kager,H;Wadman,WJ;Somjen,GG,结合间质空间和离子浓度的神经元模型中的模拟癫痫发作和扩散性抑郁症,神经生理学杂志,84495-512,(2000)·doi:10.1152/jn.2000.84.1495
[31] Kager,H;Wadman,WJ;Somjen,GG,用计算机模拟研究引发广泛抑郁的条件,《神经生理学杂志》,88,2700-2712,(2002)·doi:10.1152/jn.00237.2002年
[32] Kager,H;Wadman,WJ;Somjen,GG,在模型神经元中模拟的癫痫样后放电,计算神经科学杂志,22,105-128,(2007)·doi:10.1007/s10827-006-0001-y
[33] Lauritzen,M;Dreier,JP;Fabricius,M;哈廷斯,JA;格拉芙,R;等。,神经系统疾病中皮层扩散性抑郁的临床相关性:偏头痛、恶性卒中、蛛网膜下腔出血和颅内出血以及创伤性脑损伤,《脑血流与代谢杂志》,31,17-35,(2011)·doi:10.1038/jcbfm.2010.191
[34] Leáo,AAP,大脑皮层活动的扩散性抑制,生理学杂志,7359-390,(1944)
[35] 利维,LM;沃尔,O;Attwell,D,在中国仓鼠卵巢细胞系中诱导表达的胶质谷氨酸转运体GLT-1的计量学,选择低内源性钠依赖性谷氨酸摄取,神经科学杂志,18,9620-9628,(1998)
[36] 李,YX;Rinzel,J,从详细动力学模型导出的insp3受体介导的[ca2+]i振荡方程:Hodgkin-Huxley样形式主义,理论生物学杂志,166461-473,(1994)·doi:10.1006/jtbi.1994.1041
[37] 马,B;带扣,R;杜,Y;Kiyoshi,CM;CC阿尔福德;王,W;McTigue;恩伊尔特,JJ;特曼,D;周,M,缝隙连接耦合赋予星形细胞合胞体等电位,Glia,63,214-226,(2016)·doi:10.1002/glia.22924
[38] 马萨诸塞州莫斯科维茨;Lo,EH;Iadecola,C,《中风科学:寻求治疗的机制》,《神经元评论》,67,181-198,(2011)·doi:10.1016/j.neuron.2010.07.002
[39] 中村,H;强壮,AJ;多曼,C;萨科维茨,OW;排球,S;苏,M;Kracht,L;哈希米,P;巴蒂亚,R;吉思敏,T;Dreier,JP;邓恩,A;Graf,R,分散去极化循环并扩大局灶性脑缺血损伤,brain,1331994-2006,(2010)·doi:10.1093/brain/awq117
[40] Nedergaard,M,《哺乳动物脑细胞培养中星形胶质细胞向神经元的直接信号传递》,《科学》,2631768-71,(1994)·doi:10.1126/science.8134839
[41] Nedergaard,M,《扩散性抑郁对缺血性脑损伤的影响》,《神经病学进展》,71,75-83,(1996)
[42] Nedergaard,M.和Dirnagl,U.(2005年)。胶质细胞在脑缺血中的作用。https://doi.org/10.1002/glia.20205。
[43] 奥康奈尔,R;Mori,Y,皮层扩散抑制的三相连续模型中胶质细胞的作用,公牛数学生物学,781943-1967,(2016)·Zbl 1361.92016年 ·doi:10.1007/s11538-016-0206-9
[44] Pietrobon,D;Moskowitz,M,皮层扩散抑郁和扩散去极化后的混乱和骚动,《自然评论神经科学》,15279-93,(2014)·文件编号:10.1038/nrn3770
[45] 卫生间立管;Ard,D;袁,J;Kirov,SA,复发性自发扩散去极化促进缺血半暗带的急性树突状损伤,《神经科学杂志:神经科学学会官方杂志》,309859-9868,(2010)·doi:10.1523/JNEUROSCI.1917-10.2010
[46] 罗西,DF;大岛,T;阿特维尔,D,谷氨酸在严重脑缺血中的释放主要是通过逆向摄取,《自然》,403316-321,(2000)·doi:10.1038/35002090
[47] 罗西,D;JD布雷迪;Mohr,C,脑缺血期间的星形胶质细胞代谢和信号转导,《自然神经科学》,101377-1386,(2007)·doi:10.1038/nn2004年
[48] 桑托斯,E;斯科尔,M;Sanchez-Porras,R;马萨诸塞州Dahlem;筒仓,H;Unterberg,A;Dickhaus,H;Sakowitz,OW,《脑回脑中出现扩散去极化的放射波、螺旋波和混响波》,NeuroImage,99,244-255,(2014)·doi:10.1016/j.neuroimage.2014.05.021
[49] 夏皮罗,BE,《扩散性抑郁症中的渗透力和缝隙连接:计算模型》,《计算神经科学杂志》,10,99-120,(2001)·doi:10.1023/A:1008924227961
[50] 柴田,M;Bures,J,大鼠反射性皮层扩散抑制的最佳地形条件,发育神经生物学,5107-118,(1974)·doi:10.1002/neu.480050203
[51] Somjen,GG,《扩散性抑郁症和低氧扩散性抑郁症样去极化的机制》,《生理评论》,81,1065-1096,(2001)·doi:10.1152/physrev.2001.81.3.1065
[52] Somjen,GG;Kager,H;Wadman,WJ,离子流介导的神经-胶质相互作用的计算机模拟,计算神经科学杂志,25,349-365,(2008)·doi:10.1007/s10827-008-0083-9
[53] Sonnewald,U;韦斯特加德,N;Schousboe,A,星形胶质细胞中谷氨酸的转运和代谢,Glia,21,56,(1997)·doi:10.1002/(SICI)1098-1136(199709)21:1<56::AID-GLIA6>3.0.CO;2-#
[54] 强壮,AJ;Dardis,R,创伤性和缺血性脑损伤中的去极化现象,神经外科进展和技术标准,30,3-49,(2005)·doi:10.1007/3-211-27208-9_1
[55] Szatkowski,M;巴伯,B;Attwell,D,通过反向电动谷氨酸摄取从胶质细胞中非泡状释放谷氨酸,《自然》,348,443-446,(1990)·数字对象标识代码:10.1038/348443a0
[56] 塔克韦尔,HC;Miura,RM,皮层抑制扩散的数学模型,《生物物理杂志》,23,257-276,(1978)·doi:10.1016/S0006-3495(78)85447-2
[57] 乌拉,G;魏,Y;Dahlem,DA;韦氏伯格,M;Schiff,SJ,《细胞体积在癫痫发作、扩散性抑郁和缺氧去极化动力学中的作用》,PLOS计算生物学,2015年11月,(2015)·doi:10.1371/journal.pcbi.1004414
[58] Harreved,A,大脑提取物中的化合物导致大脑皮层活动的广泛抑制和甲壳动物肌肉的收缩,神经化学杂志,3300-315,(1959)·文件编号:10.1111/j.1471-4159.1959.tb12636.x
[59] 王,F;N史密斯;徐,Q;藤田,T;爸爸,A;等。,星形胶质细胞通过依赖钙离子的细胞外K+摄取调节神经网络活动,《科学信号》,5,ra26-ra26,(2012)
[60] 魏,Y;乌拉,G;Schiff,SJ,神经元放电、癫痫发作和广泛抑郁的统一,《神经科学杂志》,3411733-11743,(2014)·doi:10.1523/JNEUROSCI.0516-14.2014
[61] 姚,W;黄,H;Miura,R,皮层扩散性抑郁的激发和传播的连续神经元模型,《数学生物学公报》,732773-2790,(2011)·Zbl 1334.92085号 ·doi:10.1007/s11538-011-9647-3
[62] BJ赞特;十个哈肯,B;Dijk,JG;Putten,MJAM,缺氧和“死亡浪潮”期间的神经动力学,PLoS ONE,6,e22127,(2011)·doi:10.1371/journal.pone.0022127
[63] 赵,Y;Rempe,DA,以星形胶质细胞为靶点进行中风治疗,神经治疗学,7439-451,(2010)·doi:10.1016/j.nurt.2010.07.004
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。