电突触对海马体CA1区的尖波涟漪的动力学补偿机制研究

摘要

电突触在成人大脑中的占比较少，故有关电突触对神经元网络复杂时空放电动力学特性影响的研究相对较少.近年来，越来越多的研究指出，电突触在神经元之间的信息传递、神经环路发育以及神经系统工作机制的理解等方面均发挥着重要作用.CA1区域的尖波涟漪（sharp wave-ripples, SWR）同步振荡是海马体实现记忆巩固和重放的重要动力学放电特征.当仅包含化学突触的CA1神经元网络中无法出现SWR时，不同神经元之间的电突触是否能诱发SWR进而提供相应的补偿，目前尚不清楚.为此，我们构建了一个包含三类神经元[兴奋性锥体神经元（pyramidal cell, PC）、小清蛋白阳性篮细胞（parvalbumin-positive basket cell, PV⁺BC）、轴突-轴突细胞（axo-axonic cell, AAC）]的海马体CA1区的神经元网络.研究结果指出，当CA1神经元网络内的化学突触减弱而无法产生SWR同步放电时，PC中的电突触、PV⁺BC中的电突触对SWR均有促进作用；且PC中的电突触以及两类神经元中都存在电突触时，对SWR的补偿最有效.

关键词

电突触 / 尖波涟漪 / 神经元异质性 / 神经动力学模型 / 复杂系统建模与调控