从实验到模型：星形胶质细胞调控神经动力学的研究进展

摘要

大脑神经元放电活动的复杂动力学特性,为高级认知功能的实现与病理状态的转变提供了重要基础.星形胶质细胞在调控神经活动中扮演关键角色,可在秒级时间尺度通过包括调节神经递质、离子浓度、能量代谢以及应对温度、噪声等外源性干扰在内的多种机制影响神经系统功能.本文结合星形胶质细胞相关生物学实验研究,综述了其调控神经放电的动力学建模研究最新进展,阐述了星形胶质细胞在神经网络层面对突触信息传递和突触可塑性的贡献,为深入理解其在记忆、注意力等认知功能中的作用提供了理论支撑.同时,文章还介绍了癫痫等神经性疾病中,星形胶质细胞对神经异常放电动力学行为的影响,为相关神经性疾病的预防与治疗提供了潜在临床应用价值.最后,结合当前人工智能技术发展,展望了通过融合实验数据与动力学建模,更全面揭示星形胶质细胞调控神经系统动力学行为的未来方向.

关键词

星形胶质细胞 / 动力学模型 / 突触传递与可塑性 / 脑电生理数据 / 机器学习