Thermal Impact on Spiking Properties in Hodgkin-Huxley Neuron with Synaptic Stimulus

The effect of environmental temperature on neuronal spiking behaviors is investigated by numerically simulating the temperature dependence of spiking threshold of the Hodgkin-Huxley neuron subject to synaptic stimulus. We find that the spiking threshold exhibits a global minimum in a "comfortable temperature" range where spike initiation needs weakest synaptic strength, indicating the occurrence of optimal use of synaptic transmission in neural system. We further explore the biophysical origin of this phenomenon in ion channel gating kinetics and also discuss its possible biological relevance in information processing in neural systems.Comment: 10 pages, 4 figure

Temperature regulates limb length in homeotherms by directly modulating cartilage growth

Allen's Rule documents a century-old biological observation that strong positive correlations exist among latitude, ambient temperature, and limb length in mammals. Although genetic selection for thermoregulatory adaptation is frequently presumed to be the primary basis of this phenomenon, important but frequently overlooked research has shown that appendage outgrowth is also markedly influenced by environmental temperature. Alteration of limb blood flow via vasoconstriction/vasodilation is the current default hypothesis for this growth plasticity, but here we show that tissue perfusion does not fully account for differences in extremity elongation in mice. We show that peripheral tissue temperature closely reflects housing temperature in vivo, and we demonstrate that chondrocyte proliferation and extracellular matrix volume strongly correlate with tissue temperature in metatarsals cultured without vasculature in vitro. Taken together, these data suggest that vasomotor changes likely modulate extremity growth indirectly, via their effects on appendage temperature, rather than vascular nutrient delivery. When combined with classic evolutionary theory, especially genetic assimilation, these results provide a potentially comprehensive explanation of Allen's Rule, and may substantially impact our understanding of phenotypic variation in living and extinct mammals, including humans

Laboratorio de Ciencias Vivas con técnologías de código abierto

En este documento se presenta el Laboratorio de Ciencias Vivas con Técnologías de Código Abierto, creado en el marco del “Proyecto Piloto "Laboratorio de Ciencias Vivas con tecnologías `Házlo tú mismo mismo´, `Házlo con Otros´ y `Trae tu propio dispositivo`dispositivo`[ apoyado por Fondo Sectorial "Inclusión Digital Educación con Nuevos Horizontes CFE ANII (FSED_ 2 2018 1 150716 ) y desarrollado por un grupo de investigación interdisciplinario e interinstitucional integrado por Virginia E. Pellegrino1, Sandra Alonso1, Carolina Pereira1, Pablo M. Sedraschi2, Marcos I. Gimenez2, Fernando N. Acosta2, Marcos Umpiérrez2, Daniel A. Argente2, Jose Gomez-Marquez3, Anne Young3, Nikolas Albarran3, Javier Calvelo4, Martin Figares4, Maria I. Rehermann de Sagastizabal4 and Milka D. Radmilovich5 y María E. Castelló4 El Laboratorio Virtual de Ciencias Vivas consta de dos Laboratorios, uno de Fisiología y otro de Biología Celular. En el Laboratorio Virtual de Fisiología, los usuarios podrán hacer experimentos virtuales de registro de potenciales de acción en el sistema nervioso periférico de un invertebrado. Se puede visualizar registros en condiciones basales (sin estimulación) o en respuesta a distintos tipos estímulos (mecánico por una varilla o por aire a presión). En este caso se puede variar la intensidad del estímulo. De acuerdo a lo seleccionado, se pueden adquirir virtualmente registros que luego pueden ser visualizados y analizados. Por ejemplo, seleccionar una ventana teporal y contabilizar el número de potenciales estableciendo una ventana de amplitud de la señal. En el Laboratorio de Biología Celular, los usuarios podrán experimentar la Reacción de Hill. • Los laboratorios Virtuales Fisiología y Biología Celular son espacios en los que se puede aprender y experimentar sin peligro de daño personal, contaminación o pérdida de las muestras o rotura de equipos. Pueden ser descargados en sistema Ubuntu o Windows y los datos generados durante la experimentación pueden ser almacenados en las computadoras de los usuarios para posterior análisis.Agencia Nacional de Investigación e Innovació