面包板神经科学：利用简单电子电路探索神经元动力学与计算

简单的电子电路为探索神经元信号传递与计算所依据的电学原理提供了一种直观手段。本文介绍了一系列实验，利用价格低廉、易于获取的元器件，在免焊面包板上搭建电路，以研究细胞膜的被动特性和模拟神经计算。电阻–电容膜模型展示了膜电阻、膜电容和兴奋性电导如何决定响应幅度以及充电和放电的时间常数。多输入实验展示了亚线性总和与分流抑制。通过轴向电阻连接不同的膜区室，可再现信号的空间衰减与时间延迟。随后，我们构建了一个基本的运动检测器，以展示简单的电学运算如何产生对视觉运动具有方向选择性的响应。总体而言，这种方法为探索神经元生物物理学提供了一个易于使用且灵活的平台，使学生能够将数学描述与可观测的电学行为联系起来，同时培养电子技术实践技能，并创造性地参与自主实验设计。

简单的电子电路为探索神经元信号传递与计算背后的电学原理提供了一种直观途径。本文介绍了一系列实验，使用价格低廉、易于获取的元件，在免焊面包板上搭建电路，以研究被动膜特性和模拟神经计算。电阻–电容膜模型展示了膜电阻、膜电容和兴奋性电导如何决定响应幅度以及充电和放电时间常数。多输入实验展示了次线性叠加和分流抑制。通过轴向电阻连接膜区室，可再现信号的空间衰减和时间延迟。随后，我们构建了一个基本的运动检测器，以演示简单的电学运算如何产生对视觉运动的方向选择性响应。总体而言，该方法为探索神经元生物物理学提供了一个易于使用且灵活的平台，使学生能够将数学描述与可观测的电学行为联系起来，同时培养电子技术实践技能，并创造性地参与自主实验设计。

作者声明不存在利益冲突。

感谢您有意帮助传播 bioRxiv 的相关信息。

注意：索取您的电子邮件地址仅用于确认您是本文的发送者。

关键词：神经元动力学 · 神经计算 · 电阻电容膜模型 · 分流抑制 · 多区室模型 · 运动方向选择性

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.12.758658v1?rss=1