哺乳动物肾上腺嗜铬细胞共释放神经递质的非高斯特性研究

为解决神经递质释放随机性建模的理论争议，研究人员通过统计推断方法分析哺乳动物肾上腺嗜铬细胞(adrenal chromaffin cells)的双神经递质共释放电流。采用局部加权回归分离时序信号的确定性与随机成分，通过双指数函数和截断傅里叶级数验证分离有效性，结合分位数-分位数图(Q-Q plot)和实证特征函数分析，首次证实其随机分布显著偏离高斯分布而符合α稳定分布(alpha stable distribution)，为神经生理过程的非高斯建模提供实验依据。

　　

在计算神经科学领域，突触电流通常被建模为高斯过程，但理论界提出非高斯的Lévy过程可能更准确描述真实神经递质释放的随机特性。为验证这一假说，研究者对哺乳动物肾上腺嗜铬细胞(adrenal chromaffin cells)的双神经递质共释放电流记录展开两阶段分析：首先通过局部加权回归技术，分别从单个囊泡释放事件和整体共释放过程中分离出确定性成分与随机波动成分。采用双指数函数拟合单个释放事件的确定性部分，用截断傅里叶级数描述共释放过程的趋势项，验证了分离方法的可靠性。随后运用分位数-分位数图(Q-Q plot)和实证特征函数等统计工具，发现随机成分的分布与高斯分布存在显著偏离，却完美匹配具有重尾特性的α稳定分布(alpha stable distribution)。这项研究首次从生物物理实验角度，为神经递质释放过程的非高斯本质提供了决定性证据。