Power-law for axon diameters at branch point.
Power-law for axon diameters at branch point.
复制标题
分支点轴突直径的幂律。
DOI：
10.1186/1471-2202-4-18
复制
发表时间：
2003-08-28
期刊：
影响因子：
2.4
通讯作者：
Stepanyants, A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chklovskii, DB;Stepanyants, A
轴突直径在不同动物、神经元类别之间，甚至在同一神经元内部都有很大差异。是什么决定了轴突分支的直径呢？
我们提出这样一个假设：轴突直径已经进化到能使信号传播延迟最小化，同时使分支结构体积保持最小。对于一个一般的代价函数，我们表明在分支点处母分支和子分支的最优直径满足一个幂律。这个推导基于轴突传导速度与轴突直径的幂次方成正比这一事实。尽管现有数据与该定律相符，但数据存在较大的离散性。未来的实验测试将确定这种离散性是由于生物变异性还是测量误差导致的。
分支结构体积和信号传播延迟的最小化可能是大脑进化的一个重要因素。
Axon calibers vary widely among different animals, neuron classes, and even within the same neuron. What determines the diameter of axon branches? We pursue the hypothesis that the axon caliber has evolved to minimize signal propagation delays, while keeping arbor volume to a minimum. For a general cost function, we show that the optimal diameters of mother and daughter branches at a bifurcation satisfy a power law. The derivation relies on the fact that the axon conduction speed scales as a power of axon diameter. Although available data are consistent with the law, there is a large spread in the data. Future experimental tests will determine whether this spread is due to biological variability or measurement error. Minimization of arbor volume and signal propagation delay may have been an important factor in the evolution of the brain.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1085/jgp.10.5.725
发表时间：
1927-05-20
期刊：
The Journal of general physiology
影响因子：
--
作者：
Murray CD
通讯作者：
Murray CD
影响因子：
--
作者：
Hursh, JB
通讯作者：
Hursh, JB
影响因子：
5.5
作者：
ADAL, MN;BARKER, D
通讯作者：
BARKER, D
影响因子：
5.5
作者：
HODGKIN, AL
通讯作者：
HODGKIN, AL
影响因子：
2.4
作者：
Cherniak, C;Changizi, M;Kang, DW
通讯作者：
Kang, DW