The dependence of auditory nerve rate adaptation on electric stimulus parameters, electrode position, and fiber diameter: a computer model study.
The dependence of auditory nerve rate adaptation on electric stimulus parameters, electrode position, and fiber diameter: a computer model study.
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听觉神经速率适应对电刺激参数、电极位置和纤维直径的依赖性：计算机模型研究。
DOI：
10.1007/s10162-009-0199-2
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Abbas,PaulJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Woo,Jihwan;Miller,CharlesA;Abbas,PaulJ
本文描述了一个随机计算神经元模型的结果，该模型模拟了频率适应对脉冲串形式的电刺激反应的影响。我们最近报道了一个单节点计算模型的结果，该模型包括一个新的元素，可以跟踪外部钾离子浓度，从而改变膜电压并引起适应样反应。在这里，我们报告了一种改进的模型，该模型结合了完整的猫科动物听神经纤维(ANF)的解剖成分，以便可以评估刺激位置的传导速度和效果。模型结果显示心率适应和棘波幅度的变化与猫科ANF的报道相似。将兴奋部位从中央轴突部位改为外周轴突部位，可能会导致潜伏期和相对扩散(即动态范围)的变化。此外，增加模拟的ANF和刺激电极之间的距离往往会降低在脉冲序列反应中观察到的速率适应程度。这种影响在高速(5,000脉/S)列车上明显观察到，但在低速(250脉/S)列车上观察不到。最后，对于相对较短的电极到ANF距离，模拟ANF直径的增加增加了速率适应的程度。将这些结果与现有的猫科动物ANF数据进行了比较，并讨论了各个参数的可能影响。
This paper describes results from a stochastic computational neuron model that simulates the effects of rate adaptation on the responses to electrical stimulation in the form of pulse trains. We recently reported results from a single-node computational model that included a novel element that tracks external potassium ion concentration so as to modify membrane voltage and cause adaptation-like responses. Here, we report on an improved version of the model that incorporates the anatomical components of a complete feline auditory nerve fiber (ANF) so that conduction velocity and effects of manipulating the site of excitation can be evaluated. Model results demonstrate rate adaptation and changes in spike amplitude similar to those reported for feline ANFs. Changing the site of excitation from a central to a peripheral axonal site resulted in plausible changes in latency and relative spread (i.e., dynamic range). Also, increasing the distance between a modeled ANF and a stimulus electrode tended to decrease the degree of rate adaptation observed in pulse-train responses. This effect was clearly observed for high-rate (5,000 pulse/s) trains but not low-rate (250 pulse/s) trains. Finally, for relatively short electrode-to-ANF distances, increases in modeled ANF diameter increased the degree of rate adaptation. These results are compared against available feline ANF data, and possible effects of individual parameters are discussed.
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