Моделирование гигантских деполяризующих потенциалов на срезах гиппокампа

ВВЕДЕНИЕ 3
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 5
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 7
3.1. НЕЙРОБИОЛОГИЯ 7
3.2. СТРОЕНИЕ НЕЙРОНА 9
3.3. ГИППОКАМП 12
3.3.1. СТРОЕНИЕ ГИППОКАМПА 13
3.4. GDP 16
3.5. МОДЕЛЬ ХОДЖКИНА-ХАКСЛИ 18
3.5.1. КАНАЛЫ С ИОННЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ 21
3.5.2. КАЛИЕВЫЕ КАНАЛЫ 22
3.5.3. НАТРИЕВЫЕ КАНАЛЫ 23
3.5.4. КАНАЛЫ УТЕЧКИ 24
4. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ 25
4.1. NEURON 25
4.2. ПЕРВОНАЧАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ 27
4.3. МОДИФИЦИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ 29
4.3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ 30
4.3.2. NAP-КАНАЛ 30
4.3.3. ОСНОВНАЯ ПРОГРАММА 32
4.3.4. ЭКСПЕРИМЕНТ С ПРОВОДИМОСТЬЮ НАТРИЯ В NAP-КАНАЛЕ 34
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
6. ГЛОССАРИЙ 38
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 40
8. ПРИЛОЖЕНИЕ
Купить

Изучение головного мозга, нервной системы, ее структуры и функций является одной из важнейших задач естествознания. Эта задача актуальна и сегодня, так как непротиворечивой и всеобъемлющей картины функционирования мозга до сих пор нет. Чтобы решить данную проблему существуют различные способы и методы изучения мозга. Например, компьютерное моделирование.
В настоящее время существует множество методов компьютерного моделирования и воспроизведения нейронных связей и сетей на мощностях электронно-вычислительных машин. Наиболее популярными и распространёнными симуляторами, моделирующие нейронные сети являются следующие симуляторы:
• NEURON;
• NEST;
• SPLIT;
• Brian;
• Brainlab.
Цель данной работы заключается в изучении процесса гигантских деполяризующих потенциалов, или по-другому Giant depolarizing potentials (GDP), исследовании выпуска гамма-аминомасляной кислоты (Г АМК) и построении модели гиппокампа крысы.
Гиппокамп входит в гиппокамповую формацию, которая включает, не считая него, энторинальную кору, пресубикулум, субикулум и зубчатую фасцию, и является центральной частью одной из самых старых систем головного мозга - лимбической, которая генерирует тета-ритм, участвует в формировании эмоций и отвечает за большое количество важных функций:
• кратковременная память
• перевод кратковременной памяти в долговременную
• пространственная память - запоминание и кодирование окружающего пространства.
Как происходят данные процессы все еще не ясно. Так как изучение гиппокампа является весьма трудоёмким процессом, потому что возникают сложности со вскрытием головного мозга, компьютерная симуляция помогает облегчить исследования. Компьютерная модель гиппокампа могла бы помочь учёным в улучшении понимания процессов, а также на основе изученного делать выводы.
GDP - тип спонтанной активности, который наблюдается в незрелом мозге. Самое главное условие для развития процесса GDP является то, что действие тормозящего нейромедиатора Г АМК должно быть возбуждающим, а не тормозным. Во взрослом мозге ГАМК, как правило, оказывает тормозящее действие.
В компьютере отсутствуют нейронов, так как он способен только выполнять вычислительный процесс. Но полученные с помощью вычислительной машины данные есть возможность соотнести с реальными. Было решено моделировать гиппокамп крысы, по причине того, что компьютерной мощности недостаточно чтобы построить модель человеческого мозга. Так как гиппокамп человека и млекопитающих весьма схож, то адаптация модели для человеческого мозга без особых трудностей может быть воспроизведена.

Купить