Hodgkin-Huxley神经元通过离子的跨膜行为,形成膜内外的电位差,经过传导后,表达为神经元的信号.一个神经元电位发放的产生是一个消耗能量的过程,代谢能量的计算需要保持神经元的活动。神经元模型一般显示其动力学现象,很少描述保持动力学需要的能量。如何研究Hodgkin-Huxley回路中神经元的能量,并刻画传递神经信号消耗的能量。可以说明单个突触后神经元的最大能量效率的需求量,表示为ATP分子消耗量。对一组突触后神经元,传递突触的最大能量效率是相对低的能量消耗,最优的情形是能量消耗最低。
如果V是膜的电位,神经元回路的总能量表示为电容能量,钠离子能量,钾离子能量和泄漏能量。能量变化率可以结合Hodgkin-Huxley模型得到。
注意:神经元的信号传递过程是膜的充电-放电过程,充电的最大值应该是膜承受的最大电量,电位发放的阈值是否可以通过能量完成。产生一个信号波串需要的最低能量也是一个有趣的问题。