ВВЕДЕНИЕ 3
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 4
2 ГИППОКАМП 5
2.1Основные сведения о гиппокампе 5
2.2 Пирамидальные нейроны и их роль в гиппокампе 6
3 NEST 8
3.1 Выбор модели нейрона для моделирования поведения пирамидального
нейрона 8
3.2 Уточнение параметров модели нейрона 23
4 РЕЗУЛЬТАТЫ 27
ГЛОССАРИЙ 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
ПРИЛОЖЕНИЕ 33
Гиппокамп это отдел мозга, представляющий интерес для ученых многих дисциплин. Например, психологу, интересующемуся работой памяти, изучение нейронной и синаптической пластичности физиологам, построение нейронной модели нужна в вычислительной нейробиологии.
Перед лабораторией нейробиологии КФУ стоит глобальная задача изучения GDP и роли гиппокампа в процессах взросления.
В гиппокампе новорожденных животных появляется спонтанная синхронная активность нейронов, которая выражается в генерации так называемых гигантских деполяризующих потенциалов. GDP регистрируются в первую неделю после рождения и исчезают в старшем возрасте и считается что играют важную роль в развитии и формировании нейронных связей животных.
Гиппокамп играет ключевую роль в процессе перехода кратковременной памяти в долговременную. Такое заболевание как болезнь альцгеймера, распространяясь, затрагивает и гиппокамп, ухудшая его функционирование [1]. Также повреждение гиппокампа ведет к снижению эмоциональности, инициативности, замедлению скорости основных нервных процессов, повышаются пороги вызова эмоциональных реакций [2].
Клетки пирамидальной формы гиппокампа являются важными нейронами мозга. Благодаря тому, что они много изучались, мы, к примеру, знаем,что, когда животные ориентируются на знакомой им местности, активизируются пирамидальные нейроны в определенных участках гиппокампа [3].
Реализация пирамидальных клеток в симуляторе для моделирования нейронных сетей NEST поможет в дальнейшем изучении гиппокампа.
В дипломной работе сделана реализация реалистичного поведения мембранного потенциала модификацией модели нейрона и его параметров в симуляторе NEST.
В рамках работы был изучен отдел мозга гиппокамп, а именно его функции и пирамидальные нейроны. В ходе работы было получено доказательство того, что для моделирования пирамидального нейрона можно использовать симулятор для моделирования нейронных сетей NEST. Для этого была модифицирована модель hh_cond_exp_traub, которая уже имеется в этом фреймворке. Были изменены параметры, приведенные в Таблице 2 и получена нейробиологический точная мембранная потенциация модели, которая соответствует мембранной потенциации пирамидального нейрона.
В дальнейшем, на основе этой работы, планируется разработка модели гиппокампа крысы. Если это удастся, то можно переходить к реализации модели гиппокампа человека. Это будет полезно во многих отраслях, начиная от психологических исследований, заканчивая фармакологией.
