生物物理模型解释了发育中的视网膜中的自发簇放电行为

Dora Matzakos-Karvouniari ¹， LionelGil²， ElaineOrendorf³， Olivier Marre³， Serge Picaud³ ，BrunoCessac¹

¹生物视觉团队，蓝色海岸大学，英里亚，法国

2 INPHYNI，蓝色海岸大学，法国，索菲亚安蒂波利斯

3法国巴黎视觉学院

有关材料的函件和要求应寄至B.C.(电子邮件:bruno.cessac@inria.fr)

摘要

在早期发育过程中，活动波在视网膜上传播，并在早期视觉系统的正确布线中起关键作用。在视网膜发育的特定阶段(第二阶段)，这些波由称为星爆无轴突细胞(SACs)的瞬态神经元网络触发，显示出在进一步成熟时消失的簇放电活动。未成熟SAC的自发簇放电和瞬时兴奋性的潜在机制尚不完全清楚。虽然一些模型试图重现视网膜波，但它们都没有能够模仿单个SAC的有节奏的自主簇放电，并揭示这些细胞在发育过程中如何改变其内在特性。在这里，我们介绍了一个基于生物物理学的数学模型，该模型使我们能够重现SAC的簇放电活动，并提出一种合理，通用和强大的机制来产生它。控制重复放电的核心参数是快速去极化V门控钙通道和超极化V门控钾通道。簇放电的静止阶段由超极化后缓慢(sAHP)控制，由钙依赖性钾通道介导。基于分岔分析，我们展示了生物物理参数，调节钙和钾活性，如何控制自发发生的快速振荡活动，然后是单个SAC中的长难治期。我们对电压依赖性钾通道对SAC的兴奋性特性的作用以及这种兴奋性随发展的演变进行了可测试的实验预测。我们还提出了一种解释，说明SACs如何在其簇放电期表现出很大的变异性，正如在SAC网络内以及跨不同物种的实验所观察到的那样，但基于一种简单，独特的机制。正如我们所讨论的，这些在细胞水平上的观察对视网膜波的描述有深远的影响。

翻译原件：A biophysical model explains the spontaneous bursting behavior in the developing retina

翻译稿件：生物物理模型解释了发育中的视网膜中的自发簇放电行为