树突控制理论：连接神经元形态与树突电压行为的统一框架

控制论与树突计算各自彻底改变了其所属领域，但二者鲜有交汇。在此，我们以控制论作为框架，揭示树突形态与突触输入组织如何约束结构韧性与能量成本。将多样的树突树视为相互连接的网络节点，我们证明结构对称的程度决定了控制状态是易于还是难以触及。值得注意的是，仅局限于外周终末分支的控制输入在数学上足以支配整个树突和胞体的电压状态，从而对其他位置输入缺失表现出惊人的韧性。相反，限制输入维度会放大电压波动与代谢成本。这些发现揭示了布线成本、功能灵活性、鲁棒性与能量效率之间的基本生物物理权衡，提示中间神经元通常表现出更高的韧性，而兴奋性神经元则具有更优的可控性。我们提出“树突控制理论”作为严谨的工程框架，将神经元形态直接与计算和鲁棒性联系起来，为神经科学研究提供了新范式。

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