Un enfoque gráfico para un modelo de un árbol neuronal con un diámetro variable
Autores: Herrera-Valdez, Marco A.; Suslov, Sergei K.; Vega-Guzmán, José M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2014
Acceso abierto
Artículo científico
2014
Un enfoque gráfico para un modelo de un árbol neuronal con un diámetro variable
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estructuras similares a árboles
Axones neuronales
Dendritas
Señalización eléctrica
Ecuaciones de cable
Representaciones de múltiples compartimentos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Las estructuras tipo árbol son ubicuas en la naturaleza. En particular, los axones y dendritas neuronales tienen geometrías tipo árbol que median la señalización eléctrica dentro y entre las células. La actividad eléctrica en los árboles neuronales suele modelarse utilizando ecuaciones de cable acopladas en representaciones de múltiples compartimentos, donde cada compartimento representa un pequeño segmento de la membrana neuronal. La geometría de cada compartimento suele definirse como un cilindro o, en el mejor de los casos, como una superficie de revolución basada en una aproximación lineal del cambio radial en el neurita. La geometría resultante del modelo neuronal es áspera, con saltos no suaves o incluso discontinuidades en los límites entre compartimentos. Proponemos una aproximación hiperbólica para modelar la geometría de los compartimentos de la neurita, una extensión ramificada de múltiples compartimentos y un enfoque gráfico simple para calcular soluciones en estado estacionario de un sistema asociado de ecuaciones de cable acopladas. También se discute brevemente un caso simple de soluciones transitorias.
Descripción
Las estructuras tipo árbol son ubicuas en la naturaleza. En particular, los axones y dendritas neuronales tienen geometrías tipo árbol que median la señalización eléctrica dentro y entre las células. La actividad eléctrica en los árboles neuronales suele modelarse utilizando ecuaciones de cable acopladas en representaciones de múltiples compartimentos, donde cada compartimento representa un pequeño segmento de la membrana neuronal. La geometría de cada compartimento suele definirse como un cilindro o, en el mejor de los casos, como una superficie de revolución basada en una aproximación lineal del cambio radial en el neurita. La geometría resultante del modelo neuronal es áspera, con saltos no suaves o incluso discontinuidades en los límites entre compartimentos. Proponemos una aproximación hiperbólica para modelar la geometría de los compartimentos de la neurita, una extensión ramificada de múltiples compartimentos y un enfoque gráfico simple para calcular soluciones en estado estacionario de un sistema asociado de ecuaciones de cable acopladas. También se discute brevemente un caso simple de soluciones transitorias.