Заказать работу


Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Реализация архитектуры гиппокампа крысы с вариацией параметров токов для достижения нейробиологического соответствия

Работа №59634
Тип работыДипломные работы, ВКР
Предметбиофизика
Объем работы70
Год сдачи2017
Стоимость4770 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено 11
Не подходит работа?

Узнай цену на написание

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 5
2 НЕЙРОБИОЛОГИЯ 6
3 ГИППОКАМП 12
3.1 Анатомия гиппокампа 12
3.2 Функции гиппокампа 15
3.3 Роль в памяти 17
3.4 Пирамидальные нейроны 19
4 МОДЕЛЬ ХОДЖКИНА - ХАКСЛИ 21
4.1 Каналы с ионными напряжениями 23
4.1.1 Натриевые каналы 25
4.1.2 Калиевые каналы 26
4.1.3 Канал утечки 27
5 NEST 28
5.1 Исходная модель 32
5.2 Модифицированная модель 34
6 РЕЗУЛЬТАТЫ 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
ГЛОССАРИЙ 40
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 42
ПРИЛОЖЕНИЕ


Мы живём во время нейробиологической революции и считаем, что необходимо рассматривать нейробиологию и нейроинформатику как обязательную основу для автономных систем, управляемых реакциями, подобными эмоциям, или вычислительными эмоциями. Успехи исследований в нейронауках (комплексе наук о человеческом мозге и устройстве его работы) вызвали всплеск интереса в различных сферах общества, в том числе и в IT.
В настоящее время существуют различные подходы к компьютерному моделированию работы мозга, а также и работы отдельных его областей, например, существуют симуляторы с простой моделью нейрона:
• PCSIM,
• NEST,
• Brian,
• Brainlab.
Также существуют симуляторы с моделью нейрона, состоящей из нескольких отделов:
• NEURON,
• GENESIS,
• SPLIT,
• MOOSE.
Объектом исследования в дипломной работе является нейронная модель Ходжкина - Хаксли представленная во фреймворке NEST (NEural Simulation Tool), предметом исследования - графики состояния мембранной потенциации и токов, полученных в результате симуляции нейронной модели. Структура NEST предоставляет несколько вариантов моделирования реалистических нейронных сетей, таких как запись мембранного потенциала в реализации Ходжкина - Хаксли, или описание характерных моделей влияния других токов на мембранный потенциал нейрона.
Целью дипломной работы является модификация и добавление токов в исходную модель Ходжкина - Хаксли во фреймворке NEST.
Исходя из указанной цели, можно выделить следующие задачи, поставленные в данной дипломной работе:
1. Изучение модели Ходжкина - Хаксли.
2. Модификация и добавление токов в модель Ходжкина - Хаксли во фреймворке NEST.
3. Анализ результатов работы модели.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании студенческих
и аспирантских работ!


Giant depolarizing potential (GDP) - это тип спонтанной активности, который можно наблюдать в развивающемся мозге на ранних стадиях развития.
Нейробиология - это наука, изучающая нервную систему.
Поведенческая нейронаука (также известная как биологическая психология) - это применение принципов биологии (нейробиологии) к изучению генетических, физиологических и механизмов развития поведения у людей и животные.
Сотовая нейронаука - это исследование нейронов на клеточном уровне, включая морфологию и физиологические свойства.
Когнитивная нейронаука - это изучение механизмов, лежащих в основе познания.
Вычислительная нейронаука - это исследование функции мозга с точки зрения информационных свойств структур, которые составляют нервную систему.
Развивающая нейронаука изучает процессы, которые генерируют, формируют и изменяет структуру нервной системы и стремится описать клеточную основу нейронного развития.
Молекулярная нейронаука - это отрасль нейронауки, которая исследует биологию нервной системы с молекулярной биологией, молекулярной генетикой, белковой химией и связанными с ней методологиями.
Нейронная инженерия - это дисциплина в области биомедицинской инженерии, которая использует инженерные методы для понимания, ремонта, замены или улучшения нейронных систем.
Нейролингвистика - это изучение нейронных механизмов в мозге человека, которые контролируют понимание, производство и приобретение языка.
Нейрофизика исследует принципиально физическую основу для нейронов, нейронных сетей и мозга.
Нейропсихология - это дисциплина, которая находится под зонтами как психологии, так и неврологии, и участвует в деятельности на аренах как фундаментальной науки, так и прикладной науки.
Палеоневрология - это область, которая сочетает в себе методы, используемые в палеонтологии и археологии, для изучения эволюции мозга, особенно мозга человека.
Когнитивная нейронаука (или когнитивная нейробиология) - это область, которая занимается изучением биологических процессов и аспектов, лежащих в основе познания, с особым упором на нейронные связи в мозге.
Память - это способность ума, посредством которой информация кодируется, сохраняется и извлекается.
Термин лимбическая система была введена в 1952 г. Полом Маклин, чтобы описать набор структур (латинский limbus означает границу): к ним относятся гиппокамп, обонятельная кора и амигдала.
Гиппокамп принадлежит к лимбической системе и играет важную роль в консолидации информации от кратковременной памяти до долговременной памяти и в пространственной памяти, которая позволяет осуществлять навигацию.
Зубчатая извилина является частью гиппокампа. Зубчатая извилина способствует формированию новых эпизодических воспоминаний.
Мембранный потенциал - это разница в электрическом потенциале между внутренней и внешней частью биологической ячейки.
NEST (NEural Simulation Tool) - это симулятор для моделирования нейронных сетей, который фокусируется на динамике, размере и структуре нейронных систем, а не на точной морфологии отдельных нейронов.



1. Ben-Ari T.GABA: a pioneer transmitter that excites immature neurons and generates primitive oscillations [Текст] / Y. Ben-Ari, J. Gaiarsa, R. Tyzio, R. Khazipov // Physiol Rev. - 2007.
2. Ayd F.J. Lexicon of Psychiatry, Neurology and the Neurosciences [Текст] / F.J. Ayd // Lippincott Williams & Wilkins - 2000.
3. The United States Department of Health and Human Services. Mental Health: A Report of the Surgeon General [Текст] // The United States Department of Health and Human Services - 2012.
4. Kandel E.R. Principles of Neural Science (5th ed.) [Текст] / E.R. Kandel,
J.H. Schwartz, T.M. Jessel // New York: McGraw-Hill - 2012.
5. Raichle M.E. A brief history of human brain mapping [Текст] / M.E. Raichle // Trends in Neurosciences - 2009.
6. Blomberg O. Concepts of cognition for cognitive engineering [Текст] / O. Blomberg // International Journal of Aviation Psychology - 2011.
7. Kazlev M.A. Paul MacLean's triune brain hypothesis [Электронныйресурс] / Режимдоступа: http: //www.kheper.net/- свободный.
8. Squire L.R. Memory and brain systems: 1969-2009 [Текст] / L.R. Squire // The Journal of Neuroscience - 2009.
9. Pearce J.M. Ammon's horn and the hippocampus [Текст] / J.M. Pearce // Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry - 2001.
10. Per Andersen. The Hippocampus book [Текст] / Per Andersen, R. Morris, D. Amaral, T. Bliss, J. O’Keefe // Oxford university press. - 2007.
11. Purves Dale. Neuroscience (5th ed.) [Текст] // Sunderland, Mass.: Sinauer. - 2011.
12. Anderson P. The hippocampal formation. The hippocampus book (first ed.) [Текст] / P. Anderson, R. Morris, D. Amaral, T. Bliss, J. O’Keefe // Oxford University Press - 2007.
13. Amaral D. Hippocampal neuroanatomy. The hippocampus book (first ed.) [Текст] / D. Amaral, P. Lavenex// Oxford University Press - 2007.
14. Gray J.A. The Neuropsychology of Anxiety: An Enquiry into the Functions of the Septo-Hippocampal System [Текст] / J.A. Gray, N. McNaughton // Oxford University Press. - 2000.
15. Eichenbaum H. Memory, Amnesia, and the Hippocampal System [Текст] / H. Eichenbaum, N.J. Cohen // MIT Press. - 1993.
16. Moser E.I. Place cells, grid cells, and the brain's spatial representation system [Текст] / E.I. Moser, E. Kropff, M.B. Moser // Annual Review of Neuroscience. - 2008.
17. Eichenbaum H. The hippocampus and declarative memory: Cognitive mechanisms and neural codes [Текст] / H. Eichenbaum // Behavioural Brain Research. - 2001.
18. Buzsaki G. Memory, navigation and theta rhythm in the hippocampal- entorhinal system [Текст] / G. Buzsaki, I.E. Moser // Nature Neuroscience. - 2013.
19. Ito R. The role of the hippocampus in approach-avoidance conflict decision-making: Evidence from rodent and human studies [Текст] / R. Ito, A.C. Lee // Behavioural Brain Research. - 2016.
20. Squire L.R. The legacy of patient H.M. for neuroscience [Текст] / L.R. Squire // Neuron. - 2009.
21. Virley D. Primary CA1 and conditionally immortal MHP36 cell grafts restore conditional discrimination learning and recall in marmosets after excitotoxic lesions of the hippocampal CA1 field [Текст] / D. Virley, R.M. Ridley, J.D. Sinden, T.R. Kershaw, S. Harland // Brain. - 1999.
22. Diana R.A. Imaging recollection and familiarity in the medial temporal lobe: a three-component model [Текст] / R.A. Diana, A.P. Yonelinas, C. Ranganath // Trends in Cognitive Sciences. - 2007.
23. Elias L.J. Neuropsychology: Clinical and Experimental Foundations [Текст] / L.J. Elias, D. M. Saucier // Boston: Pearson/Allyn & Bacon. - 2006.
24. Elston G.N. Cortex, cognition and the cell: new insights into the pyramidal neuron and prefrontal function [Текст] / G.N. Elston // Cerebral Cortex - 2003.
25. Hodgkin A. A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve [Текст] / A. Hodgkin, A. Huxley //
J. Physiol. - 1952.
26. Doi S. Computational Electrophysiology [Текст] / S. Doi, J. Inoue, Z. Pan,
K. Tsumoto // Softcover - 2010.
27. Nelson M.E. Electrophysiological Models In: Databasing the Brain: From Data to Knowledge [Текст] / M.E. Nelson, S. Koslow, S. Subramaniam // Wiley - 2005.
28. Hile B. Ionic Channels of Excitable Membranes [Текст] / B. Hille // Sinauer Associates - 1992.
29. Bezanilla F. Voltage dependent gating. In Ionic Channels in Cells and Model Systems [Текст] / F. Bezanilla, R. Latorre // Plenum Press - 1986.
30. TheNeuralSimulationTool [Электронный ресурс] / Режимдоступа:
http: //www. nest-simulator. org/- свободный.
31. Hahne J. A unified framework for spiking and gap-junction interactions in distributed neuronal network simulations [Текст] / J. Hahne, M. Helias, S. Kunkel, J. Igarashi, M. Bolten, A. Frommer, M. Diesmann // Neuroinform - 2015.
32. Traub R.D. Neuronal Networks of the Hippocampus [Текст] / R.D. Traub, R. Miles // Cambridge University Press Cambridge UK - 1991.
33. Traub R.D. A model of a CA3 hippocampal neuron incorporating voltage¬clamp data on intrinsic conductances [Текст] / R.D. Traub, R.K.S. Wong, R. Miles, H. Michelson // J. Neurophysiol - 1991.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.

Пожалуйста, укажите откуда вы узнали о сайте!



© 2008-2021 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.