突触总和决定了GABA（γ-氨基丁酸）与谷氨酸共传递过程中的信息传递方式

《Cognitive Neurodynamics》：Synaptic summation shapes information transfer in GABA-glutamate co-transmission

共释放现象中谷氨酸与GABA的时空差异通过计算模型揭示其与树突过滤及离子电流的复杂相互作用，发现突触总和模式可解释传统归因于膜电特性的行为。

　　

摘要

共传输（即单个神经元释放多种神经递质）是神经系统中日益被认可的现象。其中，谷氨酸（glutamate）和GABA（γ-氨基丁酸）的组合尤为引人注目：当这两种神经递质同时从神经元释放时，会表现出复杂的双相活动模式，这些模式会随着兴奋性（AMPA）或抑制性（GABA_A）信号在时间或幅度上的差异而变化。从表面上看，这些差异所产生的信号可以简单地被解释为通过兴奋或抑制来增加或减少神经脉冲的机制。然而，多个时间尺度和幅度的复杂相互作用可能会形成更为复杂的时间编码方式，而这在实验上难以分析和解读。在这项研究中，我们采用了先进的计算方法来区分这些突触后共传输模式，并探讨它们与树突过滤及离子电流之间的相互作用。我们重点关注由时间和幅度共传输差异所导致的各种叠加模式及其动态变化。研究结果表明，存在多种叠加模式：有些模式具有兴奋作用，有些具有抑制作用，还有一些则是短暂性的。这些现象此前被认为与突触后树突膜的内在活性和被动电学特性之间的相互作用有关。我们的计算框架为共传输与树突过滤之间的复杂相互作用提供了见解，有助于从机制层面理解神经回路中共传输信号的整合与处理过程。