Введение
1. Топологический анализ визуальной коры V1
1.1. Строение зрительного анализатора
1.2. Организующие принципы функций мозга
1.3. Принципы кодирования восприятия
1.4. Основные этапы при обработке зрительной информации
1.5. Преобразование сигнала в первичной зрительной коре
2. Реализация модели первичной зрительной коры
2.1 Схема взаимосвязей НКТ с стриарной корой и с другими областями мозга
2.2 Миниколонка коркового модуля
2.3 Схема внутренних связей коркового модуля
2.4 Реализация
3. Результаты исследований
Заключение
Список литературы
Наш мозг сложен. Информация, поступающая из внешней среды, содержит крайне много различных постоянных изменений и событий. Проблема выживания требует от млекопитающих получать и анализировать информацию о состоянии окружающей среды. Вследствие таких причин, по ходу эволюции у млекопитающих была развита целая система, включающая сенсорные датчики и связанные с ними анализаторные центры мозга.
Под зрительным восприятием подразумевается совокупность визуального образа окружающей среды, которую составляет сенсорная информация, получаемая зрительной системой.
Современные информационно-вычислительные комплексы требуют достижения различных целей путем решения сложнейших задач в виде реализации компьютерных моделей. Созданные модели реальных объектов позволяют изучить комплекс процессов, который характерен и специфичен для рассматриваемой системы. Модели предоставляют возможность предсказания развития феноменов как позитивного, так и негативного плана. Модельный подход позволяет в предстоящих исследованиях избежать ограничения, которые могут возникнуть в процессе экспериментальной работы.
Современная нейронаука изучает мозг и пытается решить задачи, позволяющие раскрыть закономерности функционирования головного мозга. Моделирование систем, подобных сенсорным анализаторам мозга, является запредельно сложной задачей, что обусловлено наличием сложнейших систем, как по составу, так и по внутренним связям.
Осуществление таких проектов связано с дальнейшим улучшением методов сбора и последующей обработки полученных экспериментальных данных. Дальнейшее совершенствование таких технологий предоставляет возможность углубленного анализа различных структур мозга.
Объектом настоящей дипломной работы является процесс обработки зрительной информации, проходящий в первичной зрительной коре зрительной системы. Проблема заключается в том, что необходимо выяснить, как сигнал обрабатывается проходя через зрительный пусть и заканчиваясь в зрительной коре, и с помощью данных полученных в ходе исследования требуется определить особенности связей между элементами модели первичной зрительной коры мозга при анализе визуальных стимулов. Исходными данными для реализации являются результаты развития наук, таких как психология и нейробиология, которые перевели эту область на новую ступень детализации и к углубленному пониманию зрительной системы в целом.
Цель данного проекта заключается в создании прототипа программной системы для анализа и визуализации данных, полученных в ходе нейробиологических экспериментов. В частности, требуется выявить активность нейронных клеток по сигналу в стриарной зрительной коре, а именно - в зрительной коре V1.
Для достижения цели поставленной в дипломной работе, необходимо решить следующие задачи:
- изучить архитектуру зрительной коры;
- изучить строение кортикальной колонки;
- построить схему связей и слоев первичной зрительной коры;
- реализовать трехмерную модель в “Nest”;
- проанализировать полученные данные;
- полученную модель первичной зрительной коры и графики предоставить нейробиологам для дальнейших исследований.
Зрительный путь, включая в себя первичную зрительную область (поле 17), хорошо исследован. Зрительная зона может быть самая изученная сейчас область мозга и уж скорее всего самая известная область коры больших полушарий.
В ходе эксперимента был сделан большой шаг в попытке симуляции. Полученные и реализованные мной данные отправятся для дальнейших изучений к нейробиологам для завершения симуляции зрительной коры.
Возбуждающие нейроны нужны для правильной работы мозга. Но если бы в нервной системе были только глутамат, то в мозгу произошла бы перегрузка. Ведь каждый глутаматергический нейрон возбуждал бы остальные. ГАМК(тормозящие) нейроны балансируют возбуждающие для поддержки нужного уровня активности. Возбуждающие и тормозные нейроны взаимодействуют, определяя регулярные ритмы - самую важную часть межрегиональной сигнализации в мозге.
