摘要:

      用于电活性细胞的基于电导的方程是计算生物学中研究最广泛的数学框架之一。这个模型，通过Hodgkin-Huxley的一组微分方程来表达，综合了离子电流对细胞电压的影响——以及该电压对电流本身的高度非线性影响——转化为快速推拉动作电位。后来的研究证实，这些细胞动力学是由单个离子通道协调的，其构象变化调节每个离子电流的电导。因此，物理化学中熟悉的动力学方程是描述电导的自然设置;对于小到中等数量的通道，它们将预测产生的动作电位中的电导波动和随机性。乍一看，动力学方程提供了一个比最初的Hodgkin-Huxley方程或其对应方程更为复杂(和高维)的描述。这促使十多年来，在Hodgkin-Huxley型方程中加入噪声项，以捕捉通道波动。与动力学方程相比，这些方法虽然直观上很吸引人，但会产生定量误差;正如最近所证明的那样，其他方法既准确又相对简单。我们回顾了什么起作用，什么不起作用，以及为什么，寻求为Hodgkin-Huxley类型的确定性方程以及更现代的离子通道动力学模型建立桥梁。因此，我们希望这篇综述将加速关于通道噪声如何调节电生理动力学和功能的新兴研究。我们在ModelDB网站(登录号138950)和http://www.amath.washington.edu/，etsb/tutorials.html上提供了这些霍奇金-赫胥利方程随机版本的用户友好的MATLAB仿真代码。