Theoretical Neuroscience

6
Μοδελ
Νευρονσ ΙΙ: Χονδυχτανχεσ ανδ
Μορπηολογψ
6.1 Λεϖελσ οφ Νευρον Μοδελινγ
Ιν µοδελινγ νευρονσ, ωε µυστ δεαλ ωιτη τωο τψπεσ οφ χοµπλεξιτψ: τηε
ιντριχατε ιντερπλαψ οφ αχτιϖε χονδυχτανχεσ τηατ µακεσ νευροναλ δψναµιχσ
σο ριχη ανδ ιντερεστινγ, ανδ τηε ελαβορατε µορπηολογψ τηατ αλλοωσ νευ−
ρονσ το ρεχειϖε ανδ ιντεγρατε ινπυτσ φροµ σο µανψ οτηερ νευρονσ. Τηε
⇒ρστ παρτ οφ τηισ χηαπτερ εξτενδσ τηε µατεριαλ πρεσεντεδ ιν χηαπτερ 5 βψ
εξαµινινγ σινγλε−χοµπαρτµεντ µοδελσ ωιτη α ωιδερ ϖαριετψ οφ ϖολταγε−
δεπενδεντ χονδυχτανχεσ, ανδ ηενχε α ωιδερ ρανγε οφ δψναµιχ βεηαϖιορσ,
τηαν τηε Ηοδγκιν−Ηυξλεψ µοδελ. Ιν τηε σεχονδ παρτ οφ τηε χηαπτερ, ωε ιν−
τροδυχε µετηοδσ υσεδ το στυδψ τηε εφφεχτσ οφ µορπηολογψ ον τηε ελεχτριχαλ
χηαραχτεριστιχσ οφ νευρονσ. Αν αναλψτιχ αππροαχη κνοων ασ χαβλε τηεορψ
ισ πρεσεντεδ ⇒ρστ, φολλοωεδ βψ α δισχυσσιον οφ µυλτι−χοµπαρτµεντ µοδελσ
τηατ περµιτ νυµεριχαλ σιµυλατιον οφ χοµπλεξ νευροναλ στρυχτυρεσ.
Μοδελ νευρονσ ρανγε φροµ γρεατλψ σιµπλι⇒εδ χαριχατυρεσ το ηιγηλψ δε−
ταιλεδ δεσχριπτιονσ ινϖολϖινγ τηουσανδσ οφ διφφερεντιαλ εθυατιονσ. Χηοοσ−
ινγ τηε µοστ αππροπριατε λεϖελ οφ µοδελινγ φορ α γιϖεν ρεσεαρχη προβλεµ
ρεθυιρεσ α χαρεφυλ ασσεσσµεντ οφ τηε εξπεριµενταλ ινφορµατιον αϖαιλαβλε
ανδ α χλεαρ υνδερστανδινγ οφ τηε ρεσεαρχη γοαλσ. Οϖερσιµπλι⇒εδ µοδ−
ελσ χαν, οφ χουρσε, γιϖε µισλεαδινγ ρεσυλτσ, βυτ εξχεσσιϖελψ δεταιλεδ µοδ−
ελσ χαν οβσχυρε ιντερεστινγ ρεσυλτσ βενεατη ινεσσεντιαλ ανδ υνχονστραινεδ
χοµπλεξιτψ.
6.2 Χονδυχτανχε−Βασεδ Μοδελσ
Τηε ελεχτριχαλ προπερτιεσ οφ νευρονσ αρισε φροµ µεµβρανε χονδυχτανχεσ
ωιτη α ωιδε ϖαριετψ οφ προπερτιεσ. Τηε βασιχ φορµαλισµ δεϖελοπεδ βψ
Ηοδγκιν ανδ Ηυξλεψ το δεσχριβε τηε Να + ανδ Κ + χονδυχτανχεσ ρεσπον−
σιβλε φορ γενερατινγ αχτιον ποτεντιαλσ (δισχυσσεδ ιν χηαπτερ 5) ισ αλσο υσεδ
το ρεπρεσεντ µοστ οφ τηε αδδιτιοναλ χονδυχτανχεσ ενχουντερεδ ιν νευρον
µοδελινγ. Μοδελσ τηατ τρεατ τηεσε ασπεχτσ οφ ιονιχ χονδυχτανχεσ, κνοων ασ