A dynamics model of neuron-astrocyte network accounting for febrile seizures

星形胶质细胞 神经元 神经科学 癫痫 计算机科学 动力学(音乐) 心理学 中枢神经系统 教育学
作者
Mengmeng Du,Jiajia Li,Ying Wu,Yuguo Yu
出处
期刊:Cognitive Neurodynamics [Springer Science+Business Media]
卷期号:16 (2): 411-423 被引量:13
标识
DOI:10.1007/s11571-021-09706-w
摘要

Febrile seizure (FS) is a full-body convulsion caused by a high body temperature that affect young kids, however, how these most common of human seizures are generated by fever has not been known. One common observation is that cortical neurons become overexcited with abnormal running of sodium and potassium ions cross membrane in raised body temperature condition, Considering that astrocyte Kir4.1 channel play a critical role in maintaining extracellular homeostasis of ionic concentrations and electrochemical potentials of neurons by fast depletion of extracellular potassium ions, we examined here the potential role of temperature-dependent Kir4.1 channel in astrocytes in causing FS. We first built up a temperature-dependent computational model of the Kir4.1 channel in astrocytes and validated with experiments. We have then built up a neuron-astrocyte network and examine the role of the Kir4.1 channel in modulating neuronal firing dynamics as temperature increase. The numerical experiment demonstrated that the Kir4.1 channel function optimally in the body temperature around 37 °C in cleaning 'excessive' extracellular potassium ions during neuronal firing process, however, higher temperature deteriorates its cleaning function, while lower temperature slows down its cleaning efficiency. With the increase of temperature, neurons go through different stages of spiking dynamics from spontaneous slow oscillations, to tonic spiking, fast bursting oscillations, and eventually epileptic bursting. Thus, our study may provide a potential new mechanism that febrile seizures may be happened due to temperature-dependent functional disorders of Kir4.1 channel in astrocytes.The online version contains supplementary material available at 10.1007/s11571-021-09706-w.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
why发布了新的文献求助30
刚刚
流星雨发布了新的文献求助10
3秒前
南风完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
5秒前
5秒前
7秒前
纯真的曼荷完成签到 ,获得积分10
7秒前
是真的完成签到 ,获得积分10
9秒前
说话要严谨完成签到 ,获得积分10
10秒前
滴滴答答完成签到 ,获得积分10
10秒前
ddn发布了新的文献求助10
11秒前
wbb完成签到 ,获得积分10
12秒前
jf完成签到 ,获得积分10
17秒前
东少完成签到,获得积分10
18秒前
勤恳的嚓茶完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
ddn完成签到,获得积分10
19秒前
流星雨完成签到 ,获得积分10
22秒前
Rolling完成签到,获得积分10
24秒前
Hello应助时尚的开山采纳,获得10
28秒前
尊敬凝荷完成签到 ,获得积分10
37秒前
闻巷雨完成签到 ,获得积分10
40秒前
聪慧语山完成签到 ,获得积分0
41秒前
浮游应助时尚的开山采纳,获得10
41秒前
MchemG应助ho采纳,获得30
43秒前
权青曼完成签到,获得积分10
44秒前
微笑的若魔完成签到 ,获得积分10
45秒前
jia7完成签到 ,获得积分10
48秒前
t铁核桃1985完成签到 ,获得积分10
50秒前
面壁人2233完成签到,获得积分10
56秒前
zjy发布了新的文献求助20
58秒前
ljxr完成签到 ,获得积分10
1分钟前
七里香完成签到 ,获得积分10
1分钟前
淡然的芷荷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
光亮白山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
华仔应助xinxinxin采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kolmogorov, A. N. Qualitative study of mathematical models of populations. Problems of Cybernetics, 1972, 25, 100-106 800
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
A complete Carnosaur Skeleton From Zigong, Sichuan- Yangchuanosaurus Hepingensis 四川自贡一完整肉食龙化石-和平永川龙 600
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5304275
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4450880
关于积分的说明 13849976
捐赠科研通 4337819
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2381673
邀请新用户注册赠送积分活动 1376668
关于科研通互助平台的介绍 1343751