A biophysically detailed model of neocortical local field potentials predicts the critical role of active membrane currents.
A biophysically detailed model of neocortical local field potentials predicts the critical role of active membrane currents.
复制标题
DOI：
10.1016/j.neuron.2013.05.023
复制
发表时间：
2013-07-24
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Koch C
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Reimann MW;Anastassiou CA;Perin R;Hill SL;Markram H;Koch C
脑活动产生的细胞外电压波动被记录为局部场电位（LFPs）。虽然已知相关的微观变量，即跨膜的离子电流，共同产生宏观变量，即细胞外电压，但无论是详细的生物物理知识还是所需的计算能力都无法对这些过程进行建模。我们在一个啮齿类动物的新皮质柱模型中模拟了LFP，该模型由大约12,000个重建的、多室和尖峰的皮层第4层和第5层锥体神经元和篮状细胞组成，包括500万个具有电压和离子依赖电流的树突状和体细胞室，真实的连接和概率AMPA、NMDA和GABA突触。我们发现，根据许多因素，LFP反映了局部和跨层加工，活跃电流主导了LFP的产生，而不是突触。与尖峰相关的电流不仅在较高频率下影响LFP，而且在低于50 Hz的频率下也会影响LFP。这项工作要求重新评估lfp的起源。
Brain activity generates extracellular voltage fluctuations recorded as local field potentials (LFPs). While known that the relevant micro-variables, the ionic currents across membranes, jointly generate the macro-variables, the extracellular voltage, neither the detailed biophysical knowledge nor the required computational power has been available to model these processes. We simulated the LFP in a model of the rodent neocortical column composed of >12,000 reconstructed, multi-compartmental and spiking cortical layer 4 and 5 pyramidal neurons and basket cells, including five million dendritic and somatic compartments with voltage- and ion-dependent currents, realistic connectivity and probabilistic AMPA, NMDA and GABA synapses. We found that, depending on a number of factors, the LFP reflects local and cross-layer processing and active currents dominate the generation of LFPs rather than synaptic ones. Spike-related currents impact the LFP not only at higher frequencies but lower than 50 Hz. This work calls for re-evaluating the genesis of LFPs.
登录
查看更多内容
细胞外田地和电流的起源-EEG，ECOG，LFP和尖峰。
DOI：
10.1038/nrn3241
发表时间：
2012-05-18
期刊：
Nature reviews. Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Buzsáki G;Anastassiou CA;Koch C
通讯作者：
Koch C
DOI：
10.1073/pnas.1202128109
发表时间：
2012-10-16
影响因子：
11.1
作者：
Hill, Sean L.;Wang, Yun;Markram, Henry
通讯作者：
Markram, Henry
影响因子：
2.5
作者：
Goto, Takakuni;Hatanaka, Rieko;Kawashima, Ryuta
通讯作者：
Kawashima, Ryuta
影响因子：
8.6
作者：
Bedard, C.;Kroger, H.;Destexhe, A.
通讯作者：
Destexhe, A.
DOI：
10.1073/pnas.94.23.12699
发表时间：
1997-11-11
影响因子：
11.1
作者：
Fries, P;Roelfsema, PR;Singer, W
通讯作者：
Singer, W