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Integración sinaptica (sumacion espacial y temporal)

Storyboard

La neurona integra continuamente las entradas sinapticas excitatorias e inhibitorias generadas en E4 y E5, sumandolas tanto en el tiempo (sumacion temporal, cuando entradas sucesivas se superponen antes de decaer) como en el espacio (sumacion espacial, cuando entradas simultaneas en distintos puntos de la dendrita convergen en el soma). La atenuacion pasiva de la senal a lo largo de la dendrita reutiliza la constante de longitud lambda definida en E03. Cuando la suma neta de corriente supera un umbral, se dispara un potencial de accion, lo que se modela de forma simplificada con el esquema integrate-and-fire, donde el voltaje se reinicia tras cada disparo. La inhibicion puede actuar de forma sustractiva (hiperpolarizante) o de forma divisiva/shunting (reduciendo la ganancia de la neurona sin cambiar mucho el potencial de membrana), un mecanismo clave para el control de la excitabilidad de la red descrita en E8.

>Modelo

ID:('ky', 1526)


Suma temporal

Storyboard



$V_m=V_{m,rest}+\sum_k A_ke^{-(t-t_k)/\tau_m}H(t-t_k)$

$A_k$
Amplitud PSP
$V$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$V_{m,rest}$
Potencial de reposo
$V$
$ au_m$
Constante de membrana
$s$
$t$
Tiempo
$s$
$t_k$
Tiempo de entrada sináptica
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13538)


Suma espacial

Storyboard



$I_{soma}=\sum_j I_{syn,j}$

$I_{soma}$
Corriente neta somática
$A/m²$
$I_{syn}$
Corriente sináptica
$A/m²$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13539)


Atenuación dendrítica

Storyboard



$V_{soma}=V_{dend}e^{-x/\lambda}$

$V_{dend}$
Voltaje dendrítico
$V$
$V_{soma}$
Voltaje somático
$V$
$lambda$
Constante de longitud
$m$
$x$
Distancia dendrítica
$m$



>Modelo

ID:('gm', 13540)


Integrate-and-fire

Storyboard



$C_m\frac{dV_m}{dt}=-(V_m-E_L)/R_m+I_{soma}$

$I_{soma}$
Corriente neta somática
$A/m²$
$C_m$
Capacitancia de membrana
$F/m²$
$E_L$
Potencial de fuga
$V$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$R_m$
Resistencia de membrana
$?·m²$
$t$
Tiempo
$s$



>Modelo

ID:('gm', 13541)


Reinicio

Storyboard



$V_m(t_{sp}^{+})=V_{reset}$

$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$V_{reset}$
Potencial de reinicio
$V$



>Modelo

ID:('gm', 13542)


Curva f-I

Storyboard



$r=f(I_{soma}-I_{th})$

$r$
Frecuencia de disparo
$Hz$
$I_{soma}$
Corriente neta somática
$A/m²$
$I_{th}$
Corriente umbral
$A/m²$



>Modelo

ID:('gm', 13543)


Inhibición shunting

Storyboard



$I_{shunt}=g_{inh}(V_m-E_{inh})$

$I_{shunt}$
Corriente inhibitoria shunting
$A/m²$
$g_{inh}$
Conductancia inhibitoria
$S/m²$
$V_m$
Potencial de membrana
$V$
$E_{inh}$
Potencial reversión inhibitoria
$V$



>Modelo

ID:('gm', 13544)


Estructura del modelo

Descripción

Red de modelo


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$r$
r
Frecuencia de disparo
Hz
$I_{shunt}$
I_shunt
Corriente inhibitoria shunting
A/m²
$I_{soma}$
I_soma
Corriente neta somática
A/m²
$I_{syn}$
I_syn
Corriente sináptica
A/m²
$I_{th}$
I_th
Corriente umbral
A/m²
$g_{inh}$
g_inh
Conductancia inhibitoria
S/m²
$C_m$
C_m
Capacitancia de membrana
F/m²
$A_k$
A_k
Amplitud PSP
V
$E_L$
E_L
Potencial de fuga
V
$V_m$
Vm
Potencial de membrana
V
$V_{reset}$
V_reset
Potencial de reinicio
V
$V_{m,rest}$
Vm_rest
Potencial de reposo
V
$E_{inh}$
E_inh
Potencial reversión inhibitoria
V
$V_{dend}$
V_dend
Voltaje dendrítico
V
$V_{soma}$
V_soma
Voltaje somático
V
$lambda$
lambda
Constante de longitud
m
$x$
x
Distancia dendrítica
m
$R_m$
R_m
Resistencia de membrana
?·m²
$ au_m$
tau_m
Constante de membrana
s
$t$
t
Tiempo
s
$t_k$
t_k
Tiempo de entrada sináptica
s

ID:(0, 1526)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile