神经细胞如何能选择性地过滤和传输信号时，显示了新方法

从Gvttingen和波鸿的科学家发现一个新的机制，与我们的神经细胞能够过滤信号和选择性地将它们传输证据。

准确未知到现在为止，从动力学和自组织和伯恩斯坦计算神经科学中心在Gvttingen与神经生理学家马克西姆从波鸿鲁尔Universitdt Volgushev 马克斯普朗克研究所的研究人员分析，规则，神经细胞在大脑皮层决定送出去的冲动。他们惊人地发现，这些细胞的工作，不能使用目前，中央神经生理学，霍奇金，赫胥黎模型模型解释高度的灵活性和速度。他们的研究结果表明，开放过程中神经冲动在细胞膜的钠离子通道，，不彼此独立，作为假设，到目前为止，但在开放过程中的相互支持。这种机制的新的类型出现，以帮助细胞快速变化的信号传输和制止缓慢的信号。

（自然，440卷，7087号，2006年）

每一个活细胞，保持了在其细胞膜上的电压差。神经细胞区分开来，他们使用这种电压差，处理和传输信息的其他细胞。当一个神经细胞接收的冲动，穿过细胞膜的电压是相反的。这种“动作电位”蔓延通过高速细胞附加物。在年底的附属物，它是传染到其他细胞。 1952年，阿兰劳埃德霍奇金淋巴瘤和安德鲁菲尔丁赫胥黎描述了一个数学模型，测量神经元的鱿鱼的基础上，源于这样一个动作电位。霍奇金，赫胥黎模型，科学家获得诺贝尔奖，自那时起，有助于解释，在所有的神经元的信号流程。

据霍奇金Huxley模型，动作电位的神经细胞的细胞膜上的电压达到一定的阈值时启动。电压门控钠离子通道的开放和引发雪崩般的反应，​​此电压的变化作出反应。通过公开渠道进入细胞内，从而导致了膜电位和额外的钠离子通道的开放，进一步提高正电的钠离子流。阈值和动作电位起源的速度，从细胞到细胞的不同 - 然而，这些参数指定其钠离子通道的特性大部分的任何单个单元格。

现在的马克斯普朗克研究所的动力学和自组织Gvttingen和波鸿鲁尔Universitdt物理学家和神经生理学家的一个跨学科的团队，更加仔细地检查在哺乳动物大脑大脑皮层神经细胞的速度和动作电位的阈值。他们能够以显示动作电位启动极其迅速，这里。虽然一个单一的动作电位持续一毫秒，钠更强的涌入已经设置在第一个200微秒。钠离子通道的出现几乎同时开放，使钠离子进入细胞内非常迅速，在大量流动。然而，与此同时，研究人员发现在他们的测量结果，发起的动作电位的阈值值差别很大。

为了了解是什么原因导致这种不寻常的行为，科学家们试图重新霍奇金，赫胥黎型模型的计算机模拟细胞行为。他们吃惊的是，事实证明，一个动作电位的阈值和起病急骤变化，不能在这个模型中统一的。这两个特征的行为就像一个跷跷板两侧。为了获得一个阈值的高可变性，该模型需要一个低速启动的动作电位。起效快，低阈值的变化时只获得。

为了重新在计算机模拟的神经细胞观察到的行为，沃尔夫和他的同事们推测，这就解释了钠离子通道如何在相同的阈值值并不总是打开一个新的机制，但几乎同时打开。当钠离子通道打开，它的影响，根据新的模式，在近邻的其他钠通道 - 通道打开“合作”，而不是 - 因为根据霍奇金，赫胥黎 - 相互独立，并仅依赖两端的电压膜。为了检验这一假设，科学家使用一招：如果有可能的合作机制，适当地停止，那么这将是一个很好的理由为它的存在。他们取得了阻断的神经毒物tetrodoxin的钠离子通道的一部分，使渠道仍然运作奠定所以在膜分散，他们无法进行合作。

此外，研究人员能够证明，这些细胞可能使用这个新的机制来区分接收到的信号，答案只有到一定的。 Bjoern Naundorf总结了这些结果，这些细胞的功能就像一个高通滤波器;门槛潜力很大的变化。以及高速信号传输，速度慢的信号被抑制“两个方面的动作电位的起始扮演不同的角色允许细胞慢慢忽略不同的刺激。细胞不断提高他们的门槛，在许多情况下，没有冲动开始在所有动作电位的快速激活，另一方面，有助于细胞快速变化的信号传输，甚至具有精度高据霍奇金Huxley模型，细胞就会缺乏能力做到这一点。

“许多科学家 - 包括我们 - 看到霍奇金Huxley模型现在已不再作为一个假设，但认为它主要是适用于所有的神经元”，弗雷德沃尔夫说，谁领导为动力的马克斯普朗克研究所的研究和自组织Gvttingen。他和他的同事现在已经证明，事实并非如此。高等动物​​的认知能力，如猫或人类相比，鱿鱼，蜗牛，不仅归因于这些动物的大脑中的神经元的人数较多，但也以何种方式过程中信号的神经元。要做到这一点，这些高等动物大概是用低等动物所不具备的分子机制。

http://www.mpg.de