Шунтирующее ингибирование

Шунтирующее торможение , также известное как разделительное торможение , является формой торможения постсинаптического потенциала , которое можно математически представить как уменьшение возбуждающего потенциала путем деления, а не линейного вычитания. ^[1] Термин «шунтирование» используется из-за синаптических токов короткого замыкания проводимости , которые генерируются в соседних возбуждающих синапсах . Если шунтирующий тормозной синапс активируется, входное сопротивление локально уменьшается. Амплитуда последующего возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП) уменьшается этим в соответствии с законом Ома . ^[2] Этот простой сценарий возникает, если тормозной синаптический реверсивный потенциал идентичен или даже более отрицателен, чем потенциал покоя . ^[3]

Открытие

Шунтирующее ингибирование было обнаружено Фаттом и Кацем в 1953 году. ^{[2] [4]}

Механизм

Предполагается, что шунтирующее торможение является типом механизма контроля усиления , регулирующего реакции нейронов . ^{[5] [6]} Простое торможение, такое как гиперполяризация, оказывает вычитающее действие на деполяризацию, вызванную сопутствующим возбуждением, тогда как шунтирующее торможение в некоторых случаях может объяснять разделяющий эффект. ^[7]

Существуют некоторые доказательства того, что шунтирующее ингибирование может оказывать разделяющее воздействие на нейронные реакции, по крайней мере, на подпороговые постсинаптические потенциалы . ^[8] В статье 2005 года исследователи Эбботт и Ченс утверждают, что «хотя важность модуляции усиления и мультипликативного взаимодействия в целом оценивалась в течение многих лет, оказалось сложным раскрыть реалистичный биофизический механизм, с помощью которого это может происходить. Важно отметить, что, несмотря на комментарии в литературе об обратном (см. выше), разделяющее ингибирование нейронных реакций не может возникнуть из-за шунтирующего ингибирования. Это было показано как теоретически, так и экспериментально — ингибирование оказывает одинаковое вычитающее воздействие на частоту срабатывания, независимо от того, является ли оно шунтирующим или гиперполяризующим». ^[7] Таким образом, шунтирующее ингибирование не обеспечивает правдоподобного механизма для нейронной модуляции усиления . ^[7]

Смотрите также

Синаптическая депрессия

Ссылки

1. Кох К. «Кодирование и зрение. Урок 4: Типы клеток». Институт Аллена.
2. Хавьер Альварес-Лифманс Ф, Дельпир Э (2010-01-01). "Глава 5 - Термодинамика и кинетика транспорта хлорида в нейронах: обзор". В Хавьер Альварес-Лифманс Ф, Дельпир Э (ред.). Физиология и патология транспортеров и каналов хлорида в нервной системе . Сан-Диего: Academic Press. стр. 81–108. doi :10.1016/b978-0-12-374373-2.00005-4.
3. Isaacson JS, Scanziani M (октябрь 2011 г.). «Как торможение формирует кортикальную активность». Neuron . 72 (2): 231–243. doi :10.1016/j.neuron.2011.09.027. PMC 3236361 . PMID  22017986. 
4. Fatt P, Katz B (август 1953 г.). «Влияние ингибирующих нервных импульсов на мышечное волокно ракообразных». Журнал физиологии . 121 (2): 374–389. doi :10.1113/jphysiol.1953.sp004952. PMC 1366081. PMID  13085341 . 
5. Эклс Дж. К. (1964). Физиология синапсов . Берлин: Springer-Verlag.
6. Бломфилд С. (март 1974 г.). «Арифметические операции, выполняемые нервными клетками». Brain Research . 69 (1): 115–124. doi :10.1016/0006-8993(74)90375-8. PMID  4817903.
7. Abbott LF, Chance FS (2005). "Драйверы и модуляторы из двухтактного и сбалансированного синаптического входа". Драйверы и модуляторы из двухтактного сбалансированного синаптического входа. Progress in Brain Research. Vol. 149. pp. 147–155. doi :10.1016/S0079-6123(05)49011-1. ISBN 9780444516794. PMID  16226582. Архивировано из оригинала 2013-02-02.
8. Holt GR, Koch C (июль 1997). «Шунтирующее ингибирование не оказывает разделительного эффекта на частоту импульсации». Neural Computation . 9 (5): 1001–1013. CiteSeerX 10.1.1.27.8715 . doi :10.1162/neco.1997.9.5.1001. PMID  9188191. S2CID  7566057.