要解决海量输入问题,我们首先要研究神经树突的工作机理。神经树突中是否存在动作电位?关于这个问题争论很大,关键还是做实验有些困难。在这里可对此做一些初步分析。
(1)实验证明。文献[9]中已经明确指出,多种神经元都具有树突动作电位,而且都由再生性钠、钙电流介导。同时也指明小脑中浦肯野细胞的树突中存在钙动作电位。有文章显示,树突中存在动作电位[9-10],且被称为树突脉冲,但是大部分神经专家还是认为树突中是没有动作电位的,或者退一步说,只有个别情况下其中存在动作电位,大部分情况下不存在。不管怎样,对这一问题人们还在争论,但是至少没有人可以完全否定树突中动作电位的存在,因为已经有实验证明它在某些地方是存在的。但是树突中的动作电位与细胞体中的动作电位不一样,树突中动作电位主要是钙离子动作电位。然而神经信息是以时间形式体现的,是以两脉冲之间的时间间隔作为信号的,所以不管脉冲的波形有何不同,也不管承载信号的物质有何区别,从信息角度来看,两者没有本质上的差异。有实验认为,树突中的脉冲与轴突和胞体中的不一样,脉冲随树突传输时会产生脉冲丢失现象[10]。这一点不奇怪,前一脉冲不足以使下面一部分兴奋,需要一个以上脉冲才能使下面部分兴奋。关键在于沿传输方向树突的直径越来越大,说明沿树突传输通路每一局部参数(local parameter)一直在变。脉冲丢失的说法正好反过来说明了树突中存在动作电位。因为在分级电位状态,根本不存在脉冲丢失问题。
(2)从本质上看,树突表面存在离子通道,与轴突和胞体一样,有形成可激发介质动力学的条件。(www.xing528.com)
(3)如果树突中是以分级电位形式进行信号传输的,由于分级电位比脉冲电位低很多,所以它对下游段离子通道开通的影响要小得多,其信号只能以扩散速度传输,扩散速度实际上是极慢的。根据文献[9],神经信号在轴突中的传播速度是与轴突直径成正比的。如果树突也遵循此规律,树突尺寸如此细小,信号在其中的传播速度可能会更慢。
根据以上几点,猜测脑内的浦肯野细胞等的树突中存在动作电位,但是也不能说明树突全部是动作电位(不能否定在浦肯野细胞的树突中不存在阈值以下的分级电位,也许在树突端点局部范围内存在分级电位)。不管如何,只要树突中存在动作电位,便能说明树突中的信息传输是按可激发介质动力学工作的,于是一定会有一个现象存在,我们称它为“Pr 效应”。
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