A Model of Reverse Spike Frequency Adaptation and Repetitive Firing of Subthalamic Nucleus Neurons

Charles J. Wilson¹ Angela Weyrick¹, David Terman,² Nicholas E. Hallworth,³ and Mark D. Bevan³

<sup>1. Department of Biology, University of Texas at San Antonio, San Antonio, Texas 78249;
2. Department of Mathematics, Ohio State University, Columbus, Ohio 43210;
3. Department of Physiology, Northwestern University Feinberg School of Medicine, Chicago, Illinois 60611

下丘核神经元表现出反向峰频适应(Reverse spiking-frequency Adaptation)。这一现象仅发生在放电率为20-50峰值/秒或更高的时候。在相同的频率范围内，稳态频率强度(F-I) 曲线的斜率(次级范围) 有所增加。对受高压激活钙电流的特异性阻断降低了F-I 曲线的斜率及其反向适应性。阻断依赖钙离子的钾电流增强了二次范围放电。与下丘核神经元中的现象类似，一个简单的模型使用尖峰触发电导(Spike-triggered Conductance) 表现出了这些特性。结果表明，1) 超极化后非累积尖峰产生正加速的F-I 曲线，峰频适应在第二次尖峰后完成。2) 累积后电流的组合形成线性的F-I 曲线，其斜率取决于内向电流和外向电流的相对贡献，此时峰频适应是渐进的。3) 当累加和非累加后电流都存在时，F-I 曲线中会出现一次范围和二次范围放电。首次尖峰的斜率由非累积电导决定; 而累积电导决定二次尖峰斜率。两种类型之间的转换是由累积电流和非累积电流的相对强度决定的。4) 尖峰阈值(Spike-threshold) 的调节对二次尖峰的形成有作用，降低其在高射速下的斜率。当内向电流超过外向电流，阈值调节可以稳定放电过程。5) 当累计内向余电流超过外向余电流时，会出现稳定状态的反向适应。这需要峰值-阈值调节。当稳态时内向电流比外向电流小时会出现瞬态加速，但离子的积聚更快。6) 同样的机制会改变突触电导应对不规则模式的放电行为，细胞的兴奋性也会随着放电率的变化而出现波动。

原文：A Model of Reverse Spike Frequency Adaptation and Repetitive Firing of Subthalamic Nucleus Neurons
翻译稿：下丘核神经元反尖峰频率适应和重复放电模型</sup>