Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Driftstörningar
Det förekommer återkommande driftstörningar på några av sök-portalerna på grund av hög belastning. Vi arbetar på att lösa problemet, ni kan tillfälligt mötas av ett felmeddelande.
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Scale-transformed Morris-Lecar neuron for modeling the auditory nerve fiber
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
Department of Physics, Lanzhou University of Technology, Lanzhou, China.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
2026 (Engelska)Ingår i: Communications in nonlinear science & numerical simulation, ISSN 1007-5704, E-ISSN 1878-7274, Vol. 161, artikel-id 110162Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Knowing how the dynamic and energy behaviors of different neuron classes interact is fundamental to understanding the mechanisms of excitability within them. In the auditory nerve fibers (ANFs), the excitability among neuron classes plays a crucial role in exploring three types of auditory fibers, which are high-, medium-, and low-spontaneous-rate (HSR, MSR, and LSR). This study maps the modified Morris-Lecar ( ML ) neuron into a potassium-transformed, dimensionless variant. This is called K+ML, which is comparable to the ML neuron in aspects of dynamical behaviors. The present investigation assesses how ion channel weighted scaling reshapes excitability, dynamics, and energy profiles. Employing the identical parameters, a sodium-centered scaling yields an equivalent dimensionless system too. Here, we apply the potassium form for physiological relevance. This work establishes the biophysical utility of these models for emulating the behavior of HSR, MSR, and LSR in ANFs. The K+ML model significantly raises the Class 3 threshold, requiring more intense and rapidly increasing inputs, which are consistent with phasic, selective onset auditory neurons. This difference is further clarified by codimension-one bifurcation analysis, which shows that Class 3 preserves a stable resting state over a wider range of input current, consistent with its higher spike-initiation threshold. However, both models maintain Class 1 and Class 2 thresholds and frequency-current curves. This dynamical behavior is also reflected in the energy structure, as a Hamiltonian analysis based on Helmholtz decomposition reveals an inversion between classes. K+ML allocates nontrivial cost to Class 3 events while halving mean energy for Classes 1 and 2 compared to ML . With a medium-band-filtered Chua oscillator drive, K+ML exhibits stronger spike frequency adaptation, bursting, and selective phase-space engagement in Classes 1 and 2 and can elicit Class 3 spiking where ML remains quiescent. Our findings demonstrate that potassium scaling induces functional changes beyond mere unit conversion. Our main results show that the model is capable of reproducing the existing experimental data recorded from HSR and MSR based on Class 1 and Class 2, respectively.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2026. Vol. 161, artikel-id 110162
Nyckelord [en]
Auditory system, Excitability class, Hamiltonian energy
Nationell ämneskategori
Biofysik Neurovetenskaper
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-254529DOI: 10.1016/j.cnsns.2026.110162ISI: 001785342300001Scopus ID: 2-s2.0-105039977053OAI: oai:DiVA.org:umu-254529DiVA, id: diva2:2071966
Forskningsfinansiär
Kempestiftelserna, JCSMK24-0106Tillgänglig från: 2026-06-15 Skapad: 2026-06-15 Senast uppdaterad: 2026-06-15Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(5530 kB)30 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 5530 kBChecksumma SHA-512
1ea96efe3c64181031bdb3a4193f6e5dc1167de76115fa0db93bdda8ae66c2ca4eb3500a397588d3d274446bacf7b5047d301eb9f57944eea4128bae37065cc4
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Mousavinejad, FatemehsadatSaremi, Amin

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Mousavinejad, FatemehsadatSaremi, Amin
Av organisationen
Institutionen för tillämpad fysik och elektronik
I samma tidskrift
Communications in nonlinear science & numerical simulation
BiofysikNeurovetenskaper

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 108 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf