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 Nature]
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
九天完成签到 ,获得积分10
1秒前
dbdxyty完成签到,获得积分10
3秒前
huangqian完成签到,获得积分10
5秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
10秒前
无无完成签到,获得积分10
11秒前
古德墨柠完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
17秒前
从容松弛完成签到 ,获得积分10
21秒前
WZM完成签到 ,获得积分10
22秒前
LELE完成签到 ,获得积分10
23秒前
ddddduan完成签到 ,获得积分10
27秒前
29秒前
marska完成签到,获得积分10
30秒前
木樨完成签到,获得积分10
30秒前
余笑完成签到,获得积分10
32秒前
BurgerKing完成签到,获得积分10
34秒前
34秒前
wsh发布了新的文献求助10
39秒前
summer完成签到,获得积分10
40秒前
Herbs完成签到 ,获得积分10
40秒前
嗯好22222完成签到 ,获得积分10
41秒前
长孙归尘完成签到 ,获得积分10
41秒前
43秒前
从容芮应助wsh采纳,获得10
43秒前
冷傲的鞋子完成签到,获得积分10
47秒前
从容芮完成签到,获得积分0
49秒前
这个硬盘完成签到 ,获得积分10
51秒前
wsh完成签到,获得积分20
52秒前
JamesPei应助勤劳的绿竹采纳,获得10
57秒前
1分钟前
1分钟前
tienslord发布了新的文献求助10
1分钟前
花朝唯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
李花开又白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
犹豫的凡白完成签到 ,获得积分10
1分钟前
认真的飞扬完成签到,获得积分10
1分钟前
糊涂的沛山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
罗大大完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鸭鸭要学习鸭完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笨笨的不斜完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107) 1000
LNG地上式貯槽指針 (JGA指 ; 108) 1000
QMS18Ed2 | process management. 2nd ed 600
LNG as a marine fuel—Safety and Operational Guidelines - Bunkering 560
How Stories Change Us A Developmental Science of Stories from Fiction and Real Life 500
九经直音韵母研究 500
Full waveform acoustic data processing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2934336
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2589229
关于积分的说明 6975677
捐赠科研通 2234859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1186822
版权声明 589834
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 580909