所有电动机命令都会收敛到电动机单元(MUS),这些电动机将信号转移到肌肉纤维的机械作用中。由于离子(兴奋性/抑制性)和代谢性(神经调节)输入的组合,此过程是高度非线性的。神经调节输入有助于树突持续的内向电流,这引入了MU放电模式中的非线性,并为运动命令的结构提供了见解。在这里,我们研究了神经调节的相对贡献和抑制模式,以最大70%的收缩力调节人MU排出模式。利用从三种人体肌肉(胫骨前 - TA,ta和巨大的外侧和内膜)鉴定出的MU排出模式,我们表明,随着收缩力增加,发作偏移率滞后率(ΔF)增加了升级的MU放电模式,而s升则增加了线性,并较低。在后续实验中,我们证明了增加δF的观察结果和更线性的上升MU放电模式,即使在收缩持续时间和力率增加时,也可以保持更大的收缩力。然后,我们使用在硅运动神经池中高度逼真的逆转ta Mu放电模式来证实人类记录中推断出的生理机制。我们证明了一个严格的限制性解决方案空间,通过这种空间,只有通过增加的神经调节和更相互的互惠来重新创建收缩力引起的实验获得的MU放电模式的变化(即推扣)抑制模式。总而言之,我们的实验和计算数据表明,神经调节和抑制模式的形状是独特的,以产生放电模式,这些模式支持力在大部分运动池募集范围内增加。
摘要 下丘脑的 kisspeptin (Kiss1) 神经元对青春期发育和生殖至关重要。弓状核 Kiss1 (Kiss1 ARH) 神经元负责促性腺激素释放激素 (GnRH) 的脉冲式释放。在女性中,表达 Kiss1、神经激肽 B (NKB) 和强啡肽 (Dyn) 的 Kiss1 ARH 神经元的行为在整个卵巢周期中都会发生变化。研究表明,17 β -雌二醇 (E2) 会降低这些神经元中的肽表达,但会增加 Slc17a6 (Vglut2) mRNA 和谷氨酸神经传递,这表明从肽能信号传导转变为谷氨酸能信号传导。为了研究这种转变,我们结合了转录组学、电生理学和数学建模。我们的结果表明,E2 治疗上调了电压激活钙通道的 mRNA 表达,提高了有助于高频爆发放电的全细胞钙电流。此外,E2 治疗降低了典型瞬时受体电位 (TPRC) 5 和 G 蛋白偶联 K + (GIRK) 通道的 mRNA 水平。当使用 CRISPR/SaCas9 删除 Kiss1 ARH 神经元中的 Trpc5 通道时,缓慢的兴奋性突触后电位被消除。我们的数据使我们能够制定一个生物物理上真实的 Kiss1 ARH 神经元数学模型,表明 E2 改变了这些神经元中的离子电导,从而实现了从高频同步放电(通过 NKB 驱动的 TRPC5 通道激活)到促进谷氨酸释放的短爆发模式的转变。在低 E2 环境中,Kiss1 ARH 的同步放电
m-chardon@northwestern.edu 1 美国伊利诺伊州芝加哥西北大学神经科学系;2 美国加利福尼亚州洛杉矶加州州立大学电气与计算机工程系;3 美国伊利诺伊州莱蒙特阿贡国家实验室阿贡领导力计算设施;4 美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学电气工程系;5 美国伊利诺伊州芝加哥西北大学生物医学工程系;6 英特尔公司,美国加利福尼亚州圣克拉拉;7 美国华盛顿大学生理学和生物物理学系;8 美国伊利诺伊州芝加哥 Shirley Ryan 能力实验室物理医学与康复系;9 美国伊利诺伊州芝加哥西北大学物理治疗与人体运动科学系; 15 10 美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学-阿贡科学与工程研究所 (NAISE) 16
m-chardon@northwestern.edu 1 美国伊利诺伊州芝加哥西北大学神经科学系;2 美国加利福尼亚州洛杉矶加州州立大学电气与计算机工程系;3 美国伊利诺伊州莱蒙特阿贡国家实验室阿贡领导力计算设施;4 美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学电气工程系;5 美国伊利诺伊州芝加哥西北大学生物医学工程系;6 英特尔公司,美国加利福尼亚州圣克拉拉;7 美国华盛顿大学生理学和生物物理学系;8 美国伊利诺伊州芝加哥 Shirley Ryan 能力实验室物理医学与康复系;9 美国伊利诺伊州芝加哥西北大学物理治疗与人体运动科学系; 15 10 美国伊利诺伊州埃文斯顿西北大学-阿贡科学与工程研究所 (NAISE) 16