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THE NEURON'S LAST VOTE / 信号选择剧场

神经元的
最后一票。

暖色的输入抵达。冷色的输入也抵达。
它们没有立场,却共同改变了一个问题:
这个神经元,会不会放电?

六次选择。没有道德评分。
每一次,亲眼看见输入怎样改变模型的膜电位。

让第一束输入抵达 →

AI 神经元概念雕塑。颜色只是界面约定,不代表真实神经组织发光。

深蓝舞台上的玻璃神经元,迎接暖色和冷色的光

— 个模型放电事件

等待一个选择

绿色:实际计算的膜电位。虚线:−50 mV 模型阈值。橙线:跨过阈值时记录的放电事件。曲线复位不模拟真实动作电位的尖峰形状。

可以在同一关选择另一项,直接比较;当前路径记录最后选择。运行结果只留在本页,不上传。

两个玻璃神经元的末端隔着间隙,周围浮动暖色和冷色光点
幕后 / 输入是怎样投下这一票的?

不是数一数赞成票,
而是算一算电流。

突触输入可改变膜上的电导。当前膜电位与通道反转电位的差,决定该电导对电流的贡献。在多个输入同时作用时,贡献一起进入膜电位的变化。

反转电位不是阈值。前者描述一种通道的净电流为零的位置;后者是本模型用来记录放电事件的界限。

图中粒子是通信隐喻,不是递质种类或浓度的测量。

漏电,让过去慢慢退场。

没有输入时,电位趋向漏电反转电位。输入之间的时间间隔,影响前一次的变化还剩多少。

分流,改变输入的影响。

增加电导会降低有效膜电阻,缩短时间常数。一个使静息电位去极化的通道,也可能让同时来的兴奋输入更难越过阈值。

阈值,是简化的决定。

达到 −50 mV 就记录事件、复位并短暂不应。真实动作电位涉及离子通道动力学;这张曲线没有建模那些细节。

这条曲线,如何算出来?

C · dV/dt = gL(EL − V) + gE(EE − V) + gI(EI − V)

所有输入共同拉动膜电位,作用大小与电导、反转电位和当前电位有关。两次输入即使都有「兴奋性」标签,时机、强度和背景电导不同,结果也可以不同。

查看全部假设和参数

单区室电导型漏电整合放电模型。C = 100 pF;gL = 5 nS;EL = −65 mV;EE = 0 mV;默认 EI = −75 mV;阈值 −50 mV,复位 −65 mV,不应期 2 ms。步长 0.5 ms,观察 0–120 ms。分段恒定输入在每个步长内使用指数更新;按步长记录阈值越过。

不含树突空间、离子浓度动态、真实尖峰波形、适应、突触可塑性、网络反馈和噪声。参数为教学场景,不能用来预测真人神经元、GABA 的发育效应、疾病或药物反应。变量名 gI 仅沿用模型约定,效应必须结合 EI 判断。

把故事接回神经科学。

  1. Gerstner 等 · Neuronal Dynamics · 1.3(专业教材),漏电整合放电模型;1.4讨论它的能力与限制。
  2. Neuronal Dynamics · 3.1(专业教材),突触电导与反转电位。本页未使用教材的全部突触时间动力学。
  3. Purves 等 · Neuroscience · 兴奋与抑制(专业教材),判断输入效应不能只看静息电位附近的去极化或超极化。
  4. Paulus & Rothwell(2016)膜电阻与分流抑制综述,解释电导、分流及电流方向。本页参数是教学示例,未复现文中的实验。
01 进入情境→02 亲手尝试→03 看见结果→04 理解机制

输入抵达,电位开始改变

把两束信号送进一个模型神经元,看它是否跨过放电阈值。六次选择里,换个时间、换个电导,同样的输入也可能有不同结局。

它怎样工作

单区室电导型漏电整合放电模型共同计算漏电与输入电流;电导、反转电位和时序决定电位轨迹。

这次体验的边界

参数为教学示例,阈值越过只记录模型事件;不还原真实动作电位、树突空间或疾病与药物反应。