논스파이킹뉴런

Non-spiking neuron

논스파이킹 뉴런은 중추신경계와 말초신경계에 위치하는 뉴런으로 감각운동 뉴런의 중간 계전기 역할을 한다.그들은 활동 전위를 생성하는 뉴런의 특징적인 스파이킹 행동을 보이지 않는다.

뉴런의 특징적인 스파이킹 거동
품질 스파이킹뉴런 비피킹뉴런
위치 페리페럴과 센트럴 페리페럴과 센트럴
행동 액션 퍼텐셜 나트륨 채널 단백질 감소

비스파이킹 신경망은 스파이킹 신경망과 통합되어 일부 감각 또는 운동 반응을 자극하는 동시에 반응을 변조할 수 있는 시너지 효과를 낸다.

신경 시냅스

검출

동물 모형

활동전위를 통해 신호를 전파하는 뉴런이 풍부하고 이런 종류의 전달 메커니즘은 잘 알려져[citation needed] 있습니다.스파이크 뉴런은 막전위로 알려진 뉴런의 특징의 결과로 활동전위를 나타낸다.동물들의 이러한 복잡한 스파이킹 네트워크를 연구함으로써, 특징적인 스파이킹 행동을 보이지 않는 뉴런이 발견되었다.이 뉴런들은 점멸하는 뉴런들이 가지고 있는 막전위가 부족하기 때문에 데이터를 전송하기 위해 등급화된 전위를 사용한다.이 전송 방식은 신호의 충실도, 강도 및 수명에 큰 영향을 미칩니다.비-스파이킹 뉴런은 특별한 종류의 인터뉴런으로 확인되었고 감각 운동 시스템의 중간 과정 지점으로서 기능했다.동물들은 논스파이킹 신경 네트워크와 그들이 정보를 처리하는 동물의 능력과 전반적인 기능을 이해하는 실질적인 모델이 되었다.동물 모델은 인터요론이 방향과 자세 조정 [1][2]행동을 조절한다는 것을 나타냅니다.갑각류와 가재 같은 절지동물은 뾰족한 행동을 보이지 않아도 조절될 수 있는 잠재력 외에도 이 뉴런들이 가지고 있는 조절 역할에 대해 배울 수 있는 많은 기회를 만들어냈다.논픽킹 뉴런에 대해 알려진 대부분의 정보는 동물 모형에서 파생되었다.연구는 복부 운동 세포의 신경근 접합과 조절에 초점을 맞추고 있다.조절성 인터뉴론은 신체적으로 근육 섬유 옆에 위치하여 어떤 방향의 움직임을 가능하게 하는 신경 섬유의 내부로 위치하는 뉴런이다.이 조절성 인터뉴론은 보통 논픽 [3]뉴런이다.논픽 신경세포 연구의 진보에는 다른 유형의 인터뉴론들 사이의 새로운 묘사를 결정하는 것이 포함되었습니다.이러한 발견은 단백질 수용체 소음과 같은 방법을 사용했기 때문입니다.인간에 결과를 가진 특정 비-스파이킹 신경망의 동물들, 예를 들어 눈의 망막 아마크린 세포에서 비스파이킹 신경의 특성에 대한 연구가 수행되었다.

생리학

정의.

논스파이킹 뉴런은 등급이 매겨진 전위를 통해 신호를 전달하는 뉴런이다.후속 신경전달물질 방출 속도는 광수용체에 [4]의한 광양자 정보와 같은 유도 자극의 특정 특징을 보존할 수 있는 합산된 입력의 크기와 신호와 선형적으로 상관된다.그것들은 [5]망막에서 시각 처리의 기본 구성요소이다.노이즈에 더 민감할 수 있습니다.연구는 이러한 뉴런들이 운동 뉴런 네트워크의 학습과 조절에 기여할 수 있다는 것을 보여준다.

스파이크 뉴런과 비 스파이크 뉴런은 보통 같은 신경망에 통합되어 있지만, 그들은 특정한 특징을 가지고 있다.이 두 가지 뉴런 유형 사이의 주요 차이점은 부호화된 정보가 중추신경계 또는 신경근 접합과 같은 인터뉴론의 일부 궤적을 따라 전파되는 방식이다.논스파이킹 뉴런은 활동전위를 유도하지 않고 메시지를 전파한다.이것은 아마도 논스파이킹 뉴런의 막의 화학적 구성 때문일 것이다.그들은 나트륨에 대한 단백질 통로가 부족하고 특정 신경전달물질에 더 민감하다.그들은 등급이 매겨진 전위를 전파함으로써 기능하고 일부 신경근 접합을 조절하는 역할을 한다.스파이크 뉴런은 [4]뉴런을 생성하는 전통적인 활동 전위로 알려져 있다.

신분증

"인터뉴론"은 감각 뉴런도 아니고 본질적으로 운동 뉴런도 아닌 뉴런을 나타낼 때 사용되는 이름으로, 등근신경절 [3]세포를 통해 수신된 신호의 중간 처리 및 전달 상태로 기능합니다.이들 인터뉴론의 다량은 논스파이킹 특성을 보이는 것으로 보인다.논스파이킹 뉴런 신호 전달과 신호 전달을 더 잘 정의하기 위해, 논스파이킹 뉴런에서 신호 전달의 충실도, 속도 및 메커니즘을 검증하고 정량화하기 위해 많은 실험이 수행되었습니다.AL 인터뉴론은 염색에 기초한 세 가지 유형의 인터뉴런으로 구분되며, 운동 전 비피킹 뉴런은 포스트 사이드(PL) 또는 안테나 사이드(AL) 인터뉴런으로 언급된다.PL과 AL 인터뉴론의 초기 차이점은 근육 긴장 신경전달물질인 GABA에 대한 반응이다.또한 염색 반응도 다르므로 빠르고 적절한 [6]분류가 가능합니다.

망막 아마크린 세포

셀 타입

많은 논피킹 뉴런은 신경근 접합부 근처에서 발견되며 [4]게의 흉곽-동축근 수용 기관과 같은 특정 운동 신경을 자극하는 데 도움을 주는 긴 섬유로 존재한다.그들은 자세와 방향성 행동을 확립하는 데 도움을 줌으로써 조절적인 역할을 한다.이것은 갑각류와 곤충들에게서 어떻게 부속물이 이러한 비척척거리지 [2]않는 신경 경로를 통해 방향을 잡았는지를 집중적으로 모델링했습니다.아마크린 세포는 비거미 뉴런의 또 다른 주요 유형으로 망막이 성숙해지면 그 수명은 스파이크 뉴런에서 비거미 뉴런으로 변환되는 것을 포함합니다.그들은 태아 발달 과정에서 분화하는 최초의 세포 중 하나이다.눈을 뜨자마자, 이 세포들은 나트륨 이온 통로를 벗어나서 자극적이지 않은 뉴런이 되기 시작합니다.그것이 스파이크 뉴런으로 확립된 이유는 활동전위 자체의 사용에 의한 망막의 성숙을 돕기 위한 것이지 활동전위가 운반하는 정보는 아니라는 가설이 있었다.이는 개발 초기 단계에서 Starburst Amacrine 세포에 의한 동기 발화의 발생으로 뒷받침되었다.이 연구는 토끼 [7]모델을 사용했다.하지만, 뾰족한 광야 아마크린 세포는 성체 토끼의 망막에서 확인되었다.이 세포는 망막에 걸쳐 적극적으로 soma[8]에서 또한 수지상 스파이크 번식 과정 을 아우르는;1mm를 연장한 스파이크 GABAergic하는 산화 질소 무축삭 세포 타입(ACnNOS-1)를 생산하는 쥐의 빛과 시끄러운 backgroun의 범위를 통해에서 정밀한 특징 추출에 있는 역할을 하는 것으로 확인되고 있다.d컬럼비아산 대마.inance.[9]

생리학적 특성

일부 연구는 이러한 특정 뉴런에 대한 신호 전달의 휘발성에도 불구하고, 그들은 여전히 신호 강도를 유지하는 데 매우 좋은 성과를 낸다는 것을 보여 주었다.연구에 따르면 일부 신호의 실험 설정에서 신호 대 노이즈의 비율은 [4]신경의 전파 길이 5~7mm에 걸쳐 최소 1000에서 최대 10000까지인 것으로 나타났습니다.

노이즈가 비스파이킹 뉴런 전달에 미치는 영향

이들 인터뉴론은 시냅스를 통해 서로 연결되며, 뉴런의 약 15%인 소수는 양방향 용량을 나타내며 흥분성이었다.이들 뉴런의 약 77%는 본질적으로 억제적인 신호 전달의 단방향 모드를 나타냈다.이러한 수치는 절지동물에서 모터 제어 시스템의 전운동 요소로 모델링되었습니다.그들은 복부에 위치해 있었다.시냅스는 신경전달물질을 통한 메시지 확산을 촉진하는 뉴런 사이의 간극으로 알려져 있는데, 이는 복잡한 전기화학적 사건들을 통해 후속 뉴런을 흥분시키거나 억제할 수 있다.단방향 시그널링을 나타내는 인터뉴론의 경우 실험적으로 흥분 자극을 받고 시냅스 후 세포에 억제 신호를 부여했다.두 세포 사이의 상호작용은 초기 흥분 신호와 함께 시냅스 전 세포가 억제된 후에도 시냅스 후 세포를 매개하는 변조였다.신호 진폭이 신호 [10]전송에 대한 변조의 영향을 결정하는 데 사용되었습니다.

비스파이킹 뉴런의 신호 전송 대역폭 중 가장 절약된 대역폭인 200Hz에서의 신호 전송 속도는 약 2500비트/초였으며, 이 경우 신호가 축삭을 따라 전달될 때 속도가 10-15% 감소했습니다.스파이크 뉴런은 200비트/초로 비교되지만 재구성이 더 크고 노이즈의 영향이 적다.다른 대역폭에서 [4]보존된 신호 전송을 나타내는 다른 비스파이킹 뉴런도 있습니다.

셀 타입 특성.
절지동물 방향 모터 제어
토끼아마크린세포 눈, 기능 설정
갑각류 오리엔테이션 모터 제어, 2500비트/초, 200Hz

일부 논스파이킹 뉴런이 신경근조절에 특히 관여하는 반면, 아마크린 세포를 연구하는 것은 신경가소성에서의 논스파이킹 뉴런의 역할을 논할 기회를 만들어냈다.비스파이킹 뉴런의 일종인 아마크린 세포는 스파이킹 세포에서 비스파이킹 세포로 변형을 겪기 때문에, 이러한 변형의 기능적 이유를 규명하기 위한 많은 연구들이 있었다.Starburst Amacrine 세포는 망막이 발달하는 동안 활동전위를 사용하고 망막이 성숙하면 이 세포들은 비반사성 뉴런으로 변한다.활동전위를 발생시킬 수 있는 세포에서 등급화된 전위만으로 기능하는 세포로의 변화는 매우 심각하며, 왜 두 종류의 신경망이 존재하는지에 대한 통찰력을 제공할 수 있다.세포는 나트륨 채널을 잃는다.나트륨 채널의 손실은 환경이 신경 세포 유형을 결정하는 데 중요한 역할을 할 수 있는 가능성과 관련이 있는 눈의 개방에 의해 유발된다.토끼 동물 모형은 이 특별한 연구를 개발하기 위해 사용되었다.이러한 변화는 잘 이해되지 않지만, 폭발적 아마크린 세포가 차지하는 스파이킹과 비스파이킹 상태가 [7]눈의 성숙에 필수적이라고 결론짓습니다.

기능들

변조

비스파이킹 뉴런에 영향을 미치는 알려진 신경전달물질을 사용함으로써 모델링된 신경망은 신경근육의 과잉활동을 완화하도록 수정되거나 세포 자체가 더 강한 신호를 제공할 수 있도록 변형될 수 있다.칼슘 트랜스포터 연구는 단백질 채널이 논스파이킹 [11]뉴런의 전반적인 충실도와 발화 능력에 미치는 영향을 보여준다.전파되는 메시지의 대부분은 비례 상수에 기초하기 때문에, 즉 시냅스 전 발사에 시간적 또는 공간적 의미가 없기 때문에, 이러한 신호는 문자 그대로 "그들이 들은 것을 반복"한다.체내의 화학 시스템에 관한 한, 논스파이킹 뉴럴 네트워크는 확실히 [12]탐구의 영역입니다.아마크린 세포 연구는 비-스파이킹 신경망의 [7]화학적, 기계적 특성을 변경하는 연구에 새롭고 흥미로운 요소를 제시합니다.

기억과 학습

이러한 네트워크를 메모리와 학습에 적용하는 것에 대해서는 거의 알려져 있지 않습니다.스파이킹 네트워크와 비스피킹 네트워크가 모두 메모리와 [13][14]학습에 중요한 역할을 한다는 징후가 있습니다.연구는 학습 알고리즘, 마이크로 전극 어레이 및 하이브로를 사용하여 수행되었습니다.뉴런이 어떻게 정보를 전달하는지 연구함으로써, 이러한 모델 신경망을 강화하고 어떤 명확한 정보 흐름을 제시할 수 있는지를 더 잘 정의할 수 있게 된다.아마도, 이 연구를 존재하는 많은 신경영양인자와 결합함으로써, 신경망은 최적의 라우팅과 결과적으로 최적의 [15]학습을 위해 조작될 수 있을 것이다.

디바이스 생산

논픽킹 뉴런을 연구함으로써, 신경과학 분야는 정보가 신경망을 통해 어떻게 전파되는지를 나타내는 실행 가능한 모델을 가지고 있음으로써 이익을 얻었다.이것에 의해, 네트워크의 기능이나 조작 방법에 영향을 주는 요인에 대해 논의할 수 있습니다.비-스파이킹 뉴런은 등급이 매겨진 잠재력을 보인다는 점에서 간섭에 더 민감한 것으로 보인다.그래서 비-스파이킹 뉴런의 경우 어떤 자극도 반응을 이끌어 낼 수 있는 반면, 스파이킹 뉴런은 "전체 또는 무"[4] 개체로 기능하는 활동 가능성을 보여줍니다.

바이오메디컬 엔지니어링에서는 시스템이 어떻게 최적화될 수 있는지를 이해하기 위해 전체 시스템에 대한 생물학적 기여도를 이해하는 것이 우선이다.폴 바흐 이 리타는 신경가소성의 유명한 신봉자였고 뉴런이 실제로 뇌에서 무엇을 하고 있는지 모델링하고 이미 생물학적 시스템 자체에 의해 규정된 기능을 시뮬레이션하는 장치를 만들기 위해 장치 디자인의 원리를 통합했다.생물학적 시스템의 구조화된 모델에 기초한 의료 분야에서 만들어진 몇 가지 특별한 발전에는 달팽이관 이식, 환상 사지와 다른 광학 응용 분야에 대한 VS 라마찬드란 박사에 의해 장려된 실습, 그리고 감각 신호 전달을 위한 전기 자극을 시뮬레이션하는 다른 장치들이 포함됩니다.Non-spiking neural network의 실행 가능한 모델을 계속 달성함으로써, 그 적용은 [16]명백해질 것이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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