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.
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.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
