小脑的功能主要是协调运动平衡和参与工作记忆，浦肯野细胞的轴突做为小脑皮层唯一的传出通路，在这些功能的执行中起重要作用。神经轴突的功能包括动作电位的产生、信号放大和传输。起始点的动作电位模式决定神经系统编码信息的内涵;在轴突上动作电位传输的保真度和速度影响轴突末端信号输出的模式和精确性。因此，澄清在小脑浦肯野细胞轴突上动作电位的起始和传输动力学及其机理具有重要意义。　　 轴突分支与其突触后细胞之间功能匹配性:通过分析轴突动作电位的传输效率和突触后神经元动作电位的产生能力，我们研究了轴突分支与其突触后神经元的功能匹配。在浦氏细胞的胞体诱导动作电位并且同时在其轴突分支末端记录传出的动作电位，研究轴突分支传输动作电位的效率。在其轴突分支的突触后神经元记录动作电位的产生能力。我们的研究结果显示，浦氏细胞的每个轴突分支传输动作电位的效率与其突触后神经元产生动作电位的能力成正比关系。在其主轴突与小脑深层核团细胞以及其轴突侧枝与周边浦肯野细胞形成的功能单元中，突触后细胞的兴奋性与轴突的动作电位传导能力呈正相关的线性关系，即轴突分支与突触后细胞之间具有功能的匹配性。计算机模拟研究显示，这种功能的匹配性确保了突触后细胞的正常编程过程。其功能匹配的丧失将使得浦肯野细胞过度兴奋和小脑深层核团细胞的功能沉默。　　 轴突动作电位传输效率的频率和时间依赖性:轴突动作电位的传输效率包括传导速度与传出保真度。通过在浦氏细胞的胞体诱导动作电位同时在其轴突分支末端记录传出的动作电位，我们研究轴突分支传输动作电位的效率。研究结果显示，轴突动作电位的传输速度和保真度，均依赖动作电位发放频率和时间。在轴突传输效率的机制方面，我们重点研究了电压门控钠离子通道的作用。增加电压门控钠通道的活性能够显著地提高轴突动作电位传输速度和保真度;而降低电压门控钠通道的活性则降低轴突动作电位传输速度和保真度。因此，电压门控钠通道的活性的频率和时间依赖性决定了动作电位传导的频率和时间依赖性。　　 我们的研究结果还显示动作电位的传输速度与传输保真度之间相互作用。在产生时相上，动作电位传输速度的降低先于动作电位的传输失败。当动作电位的传输速度降低到一定值时，会出现概率性的动作电位传输失败;动作电位的传输速度降到一个更低的值时，下一个动作电位一定会出现传输失败;这个动作电位的传输失败可以增加了下一个动作电位的传输速度。　　 小脑浦肯野细胞动作电位的起始点:动作电位的起始点关系到神经信息编码过程。利用配对胞体和轴突Bleb全细胞膜片钳技术，我们研究浦肯野细胞动作电位的起始点。结果显示，小脑浦肯野细胞动作电位的起始点位于AIS，距离胞体约20um。轴突起始段动作电位产生的阈值最低;局部施加低浓度的TTX的实验进一步确认了轴突起始段是动作电位的起始位点。