論文の概要: Optical polarization evolution and transmission in multi-Ranvier-node axonal myelin-sheath waveguides

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.00174v1
• Date: Fri, 31 Mar 2023 23:34:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 19:30:57.190846
• Title: Optical polarization evolution and transmission in multi-Ranvier-node axonal myelin-sheath waveguides
• Title（参考訳）: マルチranvier-node axonal myelin-sheath導波路における光偏光進化と伝送
• Authors: Emily Frede, Hadi Zadeh-Haghighi, and Christoph Simon
• Abstract要約: 軸索接続に沿って光通信が可能であることが示唆されている。 どのように光の偏光が伝達されるかという問題は、未解明のままである。 複数のRanvierノードを持つミレライズされた軸索構造を通して誘導モードの伝搬をシミュレートする。 偏光は複数のノードを通してよく保存でき、複数のノードを通しての伝送損失はほぼ乗算可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In neuroscience, it is of interest to consider all possible modes of information transfer between neurons in order to fully understand processing in the brain. It has been suggested that photonic communication may be possible along axonal connections, especially through the myelin sheath as a waveguide, due to its high refractive index. There is already a good deal of theoretical and experimental evidence for light guidance in the myelin sheath; however, the question of how the polarization of light is transmitted remains largely unexplored. It is presently unclear whether polarization-encoded information could be preserved within the myelin sheath. We simulate guided mode propagation through a myelinated axon structure with multiple Ranvier nodes. This allows both to observe polarization change and to test the assumption of exponentiated transmission loss through multiple Ranvier nodes for guided light in myelin sheath waveguides. We find that the polarization can be well preserved through multiple nodes and that transmission losses through multiple nodes are approximately multiplicative. These results provide an important context for the hypothesis of neural information transmission facilitated by biophotons, strengthening the possibility of both classical and quantum photonic communication within the brain.
• Abstract（参考訳）: 神経科学では、脳の処理を完全に理解するために、ニューロン間の情報伝達の可能な全てのモードを検討することが興味深い。 高屈折率のため、特にミエリンシースを導波路として軸索接続に沿ってフォトニック通信が可能である可能性が示唆されている。 ミエリンのシースには、既に多くの理論的および実験的証拠があるが、どのように光の偏光が伝達されるかという問題は未解明のままである。 現在,ミエリンシース内に偏光符号化情報を保持することができるかどうかは不明である。 複数のranvierノードを有するミエリン化軸索構造による誘導モード伝播をシミュレートした。 これにより、偏光変化を観測し、ミエリンシース導波路における誘導光に対する複数のランビエノードによる指数伝達損失の仮定をテストすることができる。 偏光は複数のノードを通してよく保存でき、複数のノードを通しての伝送損失はほぼ乗算可能である。 これらの結果は、生体光子によって促進される神経情報伝達の仮説に重要な文脈を与え、脳内の古典的および量子フォトニック通信の可能性を強化する。

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