计算神经电信号传导，请问什么软件能够胜任？

lao7 · 发表于 Post on 2021-10-15 00:10:33

想计算一下神经传导的模型，理论设想是：
构建一个神经分子结构，想计算、呈现：电信号沿着神经纤维传导。这里面可能需要计算与分子结构有关的电子流？请问高斯、orca能实现吗？谢谢诸位帮助。

lao7 · 发表于 Post on 2021-10-15 21:58:50

本帖最后由 lao7 于 2021-10-15 22:02 编辑

惠成功QUB 发表于 2021-10-15 04:20
神经纤维这就已经是细胞尺度上的问题了，远远超过MD，远远超过任何QM能解决的问题。目前的MD的能力哪怕做一 ...

谢谢赐教！我的设想是：建立传递结构的最基本单元，而不是整根神经纤维，以研究电子如何在这些结构上传导的。

更具体的目标是：建立鞘膜结构，然后研究鞘膜上电子传导。这个研究体系是低等生物表面电子信号的传导。仅仅结构类似于神经，但应该没有神经传导高级。属于低级信号传导，理论上结构应该单一，没有高级神经传导离子通道那么复杂。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-10-15 19:29:37

lao7 发表于 2021-10-15 12:19
我的设想是只是建立传递结构的最基本单元而不是整根神经纤维以研究电子如何在这些结构上传导的。类 ...

问题是神经细胞的基本单元比晶体的晶胞大很多，即使模拟单个基本单元，也没法做原子级别的模拟，必须做粗粒化

lao7 · 发表于 Post on 2021-10-15 19:19:20

sobereva 发表于 2021-10-15 05:08
计算化学是从微观尺度进行研究的手段
你说的问题需要不同层级的研究模型进行组合，不可能存在某个程序能把 ...

我的设想是只是建立传递结构的最基本单元而不是整根神经纤维以研究电子如何在这些结构上传导的。类似于研究晶体，只研究晶体的基本单元性质就能满足要求。

naoki · 发表于 Post on 2021-10-15 10:12:28

COMSOL Multiphysics

sobereva · 发表于 Post on 2021-10-15 05:08:55

计算化学是从微观尺度进行研究的手段
你说的问题需要不同层级的研究模型进行组合，不可能存在某个程序能把所有涉及的要素全都囊括。计算化学只适合研究其中分子、原子级别的那些问题

惠成功QUB · 发表于 Post on 2021-10-15 04:20:57

神经纤维这就已经是细胞尺度上的问题了，远远超过MD，远远超过任何QM能解决的问题。目前的MD的能力哪怕做一个Na+离子通道都极为困难。动物钠离子通道有4个不一样的亚基。神经传导的钠离子通道有open，block，close至少这3个状态，状态间转移的时间尺度是ms。钾离子通道MD模拟稍多，但是MD里钾离子通道电导率根实验完全对不上。
你想描述的这个现象可能一个原子级别具象模型在2021年是不行的。更可能可以考虑抽象的模型，比如马尔科夫模型这种

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-10-15 00:45:40

这个是特别大尺度（上亿原子）的过程，估计需要粗粒化模型。连分子力学估计都跑不动，DFT就别想了。
如果不算传导，只研究单个离子进出单个离子通道，那可以用分子力学

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