[Computational Neuroscience] Hodgkin-Huxley model (HH model)

Hodgkin-Huxley model (HH model)

 

Alan Hodgkin (left) and Andrew Huxley (right)

Hodgkin과 Huxley는 Cambridge University 학부생으로, giant axon of the squid에 대한 실험을 수행했고 세 가지 다른 유형의 ionic current인 sodium current, potassium current 및 Cl(−) ion으로 구성된 leak current를 발견했다. 이에 action potential 모델에 필요한 정보를 도출할 수 있었다.

Hodgkin과 Huxley는 action potential를 정확하게 예측하고 묘사할 수 있는 방정식을 개발했다. 우리가 직접 관찰할 수 없는 뉴런의 생물학적 특성을 모방하는 데 사용될 수 있는 계산 모델링의 초석이 되었다.

실제, Hodgkin-Huxley 모델은 Integrate and Fire 모델을 정교화한 것이다. Integrate and Fire 모델은 1907년 action potential을 예측하고 그래프로 표시하는 데 사용할 수 있는 수학적 모델을 생성하려고 했던 프랑스의 신경과학자 Louis Lapicque에 의해 생성되었다. action potential를 이해하기 위해 ion의 흐름을 단일 leak current로 모델링했다.

Hodgkin과 Huxley는 Integrate and Fire 모델에서 단일 conductance를 취했으며 각각 다른 ion channel과 관련된 3개의 개별 conductance로 나뉜다. 이 conductance는 gating variables 라고 칭하며, m, n, h로 표시한다.

Hodgkin-Huxley equation

 

또한 서로 다른 전압과 시간에 대해 각 gating variables의 값을 계산할 수 있다.

gating variables에 대한 값을 계산하기 위해 위의 방정식에서 n 과 h를 모두 m 으로 대체할 수 있다 . 추가로 α (opening), β (closing)는 방정식에서 channel의 개폐를 제어하는 속도 상수이다.

https://mrgreene09.github.io/computational-neuroscience-textbook/Ch4.html#the-hodgkin-and-huxley-model

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