Motoneuron output regulated by ionic channels: a modeling study of motoneuron frequency-current relationships during fictive locomotion
Notice bibliographique
Résumé
Cat lumbar motoneurons display changes in membrane properties during fictive locomotion. These changes include reduction of input resistance and afterhyperpolarization, hyperpolarization of voltage threshold, and voltage-dependent excitation of the motoneurons. The state-dependent alteration of membrane properties leads to dramatic changes in frequency-current (F-I) relationship. The mechanism underlying these changes remains unknown. Using a motoneuron model combined with electrophysiological data, we investigated the channel mechanisms underlying the regulation of motoneuronal excitability and motor output. Simulation results showed that upregulation of transient sodium, persistent sodium, or Ca v 1.3 calcium conductances or downregulation of calcium-activated potassium or KCNQ/K v 7 potassium conductances could increase motoneuronal excitability and motor output through hyperpolarizing (left shifting) the F-I relationships or increasing the F-I slopes, whereas downregulation of input resistance or upregulation of potassium-mediated leak conductance produced the opposite effects. The excitatory phase of locomotor drive potentials (LDPs) also substantially hyperpolarized the F-I relationships and increased the F-I slopes, whereas the inhibitory phase of the LDPs had opposite effects to a similar extent. The simulation results also showed that none of the individual channel modulations could produce all the changes in the F-I relationships. The effects of modulation of Ca v 1.3 and KCNQ/K v 7 on F-I relationships were supported by slice experiments with the Ca v 1.3 agonist Bay K8644 and the KCNQ/K v 7 antagonist XE-991. The conclusion is that the varying changes in F-I relationships during fictive locomotion could be regulated by multichannel modulations. This study provides insight into the ionic basis for control of motor output in walking. NEW & NOTEWORTHY Mammalian spinal motoneurons have their excitability adapted to facilitate recruitment and firing during locomotion. Cat lumbar motoneurons display dramatic changes in membrane properties during fictive locomotion. These changes lead to a varying alteration of frequency-current relationship. The mechanisms underlying the changes remain unknown. In particular, little is known about the ionic basis for regulation of motoneuronal excitability and thus control of the motor output for walking by the spinal motor system.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».