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短暂的高频动作电位爆发塑造神经编码。在脊髓运动神经元中，这种爆发表现为双联放电，即一对间隔极短的脉冲；这一现象已被观察了一个世纪，并能通过肌肉的类捕获特性非线性地增强肌力。然而，双联放电的细胞和解剖学起源尚未明确。结合细胞内记录、基于电导的模型以及人体运动单位和肌力数据，我们发现，初始双联放电和重复双联放电源于同一机制。两个脉冲均起始于轴突初始段，但第二个脉冲由第一个郎飞结处缓慢失活的持续性钠电流驱动；该电流向轴突初始段回传，并与胞体持续性钠电流及钙介导的后去极化相加。阻断其中任何一种电流都会消除双联放电，而单胺能对持续性钠电流的易化作用决定了双联放电是否出现。人体运动单位在自主收缩期间会产生重复双联放电，其双联放电内间隔随时间延长，这一变化由胞体持续性钠电流的失活所决定；与此同时，双联放电会使肌力非线性增加。由于单胺能驱动既控制双联放电的出现，也决定其间隔随时间的变化，因此神经调制不仅塑造运动神经元输出的增益，也塑造其时序。
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摘要
短暂的高频动作电位爆发塑造神经编码。在脊髓运动神经元中，它们表现为双联放电，即间隔紧密的成对脉冲；这种现象已被观察到近一个世纪，并通过“catch样”特性以非线性方式增强肌肉力量。然而，双联放电的细胞和解剖学起源仍未得到解决。结合细胞内记录、基于电导的模型以及人体运动单位和肌力数据，我们发现，初始双联放电和重复性双联放电源于同一种机制。两个脉冲均在轴突初始段启动，但第二个脉冲由第一个郎飞结处一种缓慢失活的持续性钠电流驱动；该电流向轴突初始段回返，并与胞体持续性钠电流及钙介导的后去极化相叠加。阻断其中任何一种电流都会消除双联放电，而单胺能对持续性钠电流的易化作用决定是否会出现双联放电。人体运动单位在自主收缩过程中发放重复性双联放电，双联内间隔随时间延长，其变化由胞体持续性钠电流的失活所决定，并产生非线性的力量增加。由于单胺能驱动既门控双联放电，又决定其间隔如何演变，神经调制塑造的不仅是运动神经元输出的增益，也包括其时序。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
英国研究与创新机构，
，EP/Z002184/1
Hjärnfonden
，PS2022-0021
于默奥体育科学学院
，IH 5.2-53-2024
版权
该预印本的版权所有者为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 展示该
永久作为预印本。
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发布于2026年8月4日。
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轴突钠电流门控运动神经元双联放电并实现力量放大
Robin
Rohlén
，
David James
Bennett
，
Monica
Gorassini
，
Dario
Farina
bioRxiv
2026.07.29.741588；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.29.741588
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轴突钠电流门控运动神经元双联放电并实现力量放大
Robin
Rohlén
，
David James
Bennett
，
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Gorassini
，
Dario
Farina
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2026.07.29.741588；
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https://doi.org/10.64898/2026.07.29.741588
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关键词：脊髓运动神经元 · 双联放电 · 轴突钠电流 · 郎飞结 · 神经调制 · 肌力放大
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.29.741588v1?rss=1