Cel modelowania neuronów realistycznych biologicznie:



Podobne dokumenty
2.Prawo zachowania masy

40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. ZADANIE TEORETYCZNE 2 CHŁODZENIE LASEROWE I MELASA OPTYCZNA

PREFABRYKOWANE STUDNIE OPUSZCZANE Z ŻELBETU ŚREDNICACH NOMINALNYCH DN1500, DN2000, DN2500, DN3200 wg EN 1917 i DIN V

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo fotowoltaiczne

SERI A 93 S E RI A 93 O FLUSH GRID WITHOUT EDGE TAB

Pojazd podstawowy AT. łączników w automatycznych. Wymaganie to nie dotyczy następuj. łączników. w: - od akumulatora do układu zimnego startu i wyłą

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

Przygotowały: Magdalena Golińska Ewa Karaś

Projekt Studenckiego Koła Naukowego CREO BUDOWA GENERATORA WODORU

Nagroda Nobla z fizjologii i medycyny w 2004 r.

PROGRAM PRAKTYKI ZAWODOWEJ. Kierunek studiów: PSYCHOLOGIA. Edycja 2014

Projekt MES. Wykonali: Lidia Orkowska Mateusz Wróbel Adam Wysocki WBMIZ, MIBM, IMe

wstrzykiwanie "dodatkowych" nośników w przyłożonym polu elektrycznym => wzrost gęstości nośników (n)

DEKLARACJA WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWYCH

Gruntowy wymiennik ciepła PROVENT- GEO

Zadanie 1. Liczba szkód w każdym z trzech kolejnych lat dla pewnego ubezpieczonego ma rozkład równomierny:

PL B1. FAKRO PP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Nowy Sącz, PL BUP 22/ WUP 05/12. WACŁAW MAJOCH, Nowy Sącz, PL

z dnia 31 grudnia 2015 r. w sprawie ustawy o podatku od niektórych instytucji finansowych

Efektywna strategia sprzedaży

DB Schenker Rail Polska

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

Innowacyjna gospodarka elektroenergetyczna gminy Gierałtowice

Projekty uchwał dla Zwyczajnego Walnego Zgromadzenia

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r.

Kratownice Wieża Eiffel a

Analiza wyników egzaminu gimnazjalnego. Test matematyczno-przyrodniczy matematyka. Test GM-M1-122,

dr inż. arch. Tomasz Majda (TUP) dr Piotr Wałdykowski (WOiAK SGGW)

Dokonamy analizy mającej na celu pokazanie czy płeć jest istotnym czynnikiem

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

SZKOLENIE PRACOWNIKÓW NARAśONYCH NA SZKODLIWE CZYNNIKI CHEMICZNE. Szkolenia bhp w firmie szkolenie pracowników naraŝonych na czynniki szkodliwe 27

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

OŚWIETLENIE PRZESZKLONEJ KLATKI SCHODOWEJ

Projektowanie systemów autonomicznych wykorzystujących planowanie - działanie racjonalne

Idea i Projekt Sieci Najciekawszych Wsi

Obciążenia środowiskowe: śnieg i wiatr wg PN-B-02010/Az1 i PN-B-02011/Az1

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Regulamin Zarządu Pogórzańskiego Stowarzyszenia Rozwoju

Szybkoschładzarki SZYBKOSCHŁADZARKI. Szybkoschładzarki z funkcją 50 szybkozamrażania

REGULAMIN WSPARCIA FINANSOWEGO CZŁONKÓW. OIPiP BĘDĄCYCH PRZEDSTAWICIELAMI USTAWOWYMI DZIECKA NIEPEŁNOSPRAWNEGO LUB PRZEWLEKLE CHOREGO

Instrukcja użytkowania zawiesi

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

DOX-1. INFORMACJE OGÓLNE Tytuł scenariusza: Mieszaninie DAPD

Portretowanie zdolności i ich rozwój. Projekt współfinansowany z Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

Matematyka z plusemdla szkoły ponadgimnazjalnej WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE TRZECIEJ LICEUM. KATEGORIA B Uczeń rozumie:

- o zmianie o Krajowym Rejestrze Sądowym

Kifoplastyka i wertebroplastyka

Nadzór nad systemami zarządzania w transporcie kolejowym

Kontrakt Terytorialny

13. Subsydiowanie zatrudnienia jako alternatywy wobec zwolnień grupowych.

SPRZĄTACZKA pracownik gospodarczy

Transport Mechaniczny i Pneumatyczny Materiałów Rozdrobnionych. Ćwiczenie 2 Podstawy obliczeń przenośników taśmowych

Projektowanie Systemów Elektromechanicznych. Przekładnie dr inż. G. Kostro

REGULAMIN ZADANIA KONKURENCJI CASE STUDY V OGOLNOPOLSKIEGO KONKURSU BEST EGINEERING COMPETITION 2011

PROCEDURA ZWOLNIENIA Z LEKCJI WYCHOWANIA FIZYCZNEGO LUB BASENU W NIEPUBLICZNEJ SZKOLE PODSTAWOWEJ SIÓSTR SALEZJANEK IM. JANA PAWŁA II WE WROCŁAWIU

Infrastruktura krytyczna dużych aglomeracji miejskich wyznaczanie kierunków i diagnozowanie ograniczeńjako wynik szacowania ryzyka

spektroskopia UV Vis (cz. 2)

Opinie Polaków na temat zniesienie granic wewnętrznych w UE w rok po wejściu Polski do strefy Schengen

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

oraz nowego średniego samochodu ratowniczo-gaśniczego ze sprzętem ratowniczogaśniczym

Zadania. SiOD Cwiczenie 1 ;

System centralnego ogrzewania

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Ogólna charakterystyka kontraktów terminowych

REGULAMIN ZARZĄDU Stowarzyszenia Dolina Karpia

Obciążenie dachów wiatrem w świetle nowej normy, cz. 1

Rozdział 6. Pakowanie plecaka. 6.1 Postawienie problemu

Ostatnia cena sprzeda y klienta 1.0 dodatek do Symfonia Faktura dla 1 firmy

Druk nr 1013 Warszawa, 9 lipca 2008 r.

Spektroskopia UV-VIS zagadnienia

Udoskonalona wentylacja komory suszenia

W tym elemencie większość zdających nie zapisywała za pomocą równania reakcji procesu zobojętniania tlenku sodu mianowanym roztworem kwasu solnego.

WZÓR. reprezentowaną przez: Pana/ią osobę uprawnioną, zwaną dalej Wykonawcą, posiadającym NIP.. oraz REGON.

NACZYNIE WZBIORCZE INSTRUKCJA OBSŁUGI INSTRUKCJA INSTALOWANIA

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

TECHNOLOGICZNOŚĆ WYPRASEK

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

TEST dla stanowisk robotniczych sprawdzający wiedzę z zakresu bhp

KRYTERIA DOSTĘPU. Działanie 2.1,,E-usługi dla Mazowsza (typ projektu: e-administracja, e-zdrowie)

Karta charakterystyki Zgodnie z 1907/2006/WE, Artykuł 31 Data druku: Data aktualizacji: Smarowanie. jak wyżej.

Automatyczne przetwarzanie recenzji konsumenckich dla oceny użyteczności produktów i usług

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

Podstawowe działania w rachunku macierzowym

Warszawska Giełda Towarowa S.A.

ENETOSH Standard kompetencji dla instruktorów i trenerów ds. bezpieczeństwa i ochrony zdrowia

UMOWA Dostawa i wdrożenie programu egzekucyjnego na potrzeby Urzędu Miasta Stalowa Wola

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA 2006/2007 Zawody II stopnia

Wniosek o ustalenie warunków zabudowy

Wybrane programy profilaktyczne

Ustawienie wózka w pojeździe komunikacji miejskiej - badania. Prawidłowe ustawienie

PL B BUP 19/04. Sosna Edward,Bielsko-Biała,PL WUP 03/10 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

III. GOSPODARSTWA DOMOWE, RODZINY I GOSPODARSTWA ZBIOROWE

Przedmiotowe zasady oceniania. zgodne z Wewnątrzszkolnymi Zasadami Oceniania. obowiązującymi w XLIV Liceum Ogólnokształcącym.

Załącznik nr 4 UMOWA O REALIZACJI PRAKTYKI STUDENCKIEJ

TRANSFORMATORY I ZASILACZE

Uchwała nr 21 /2015 Walnego Zebrania Członków z dnia w sprawie przyjęcia Regulaminu Pracy Zarządu.

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

Transkrypt:

Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 1 Cel modelowania neuronów realistycznych biologicznie: testowanie hipotez biologicznych i fizjologicznych eksperymenty na modelach wysnuwanie nowych hipotez i propozycji eksperymentów biologicznych pogłębienie zrozumienia działania układu nerwowego Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 2 Jak jest zbudowany neuron? ciało, dendryty, akson błona pobudliwa synapsy

Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 3 dwuwarstwa lipidowa (500 700 nm) Jak działa błona? po obu stronach błony są różne stężenia jonów w błonie jest dużo różnych białek decydujących o jej własnościach pompa sodowo potasowa w aktywny sposób utrzymuje różnicę stężeń jonów sodu i potasu kanały jonowe bierne, aktywne zależne od napięcia, aktywne zależne od koncentracji specyficznych jonów np Ca +2 kanały są na ogół zbudowane z podjednostek. potencjał Nernsta: w stanie równowagi E x = RT zf ln [Xi] [X o] gdzie: stężenie jonu [X i] wewnątrz i [X o ] na zewnątrz błony Aby uwzględnić wiele rodzajów jonów jednocześnie mamy równanie Goldmana: V m = RT zf ln X P X[X i ] X P X[X o ] gdzie P X względna przenikalność błony dla jonów X Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 4 Potencjał czynnościowy

Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 5 Model Hodgkina-Huxleya 1952 (Nobel 1963) Oryginalna praca dotyczyła potencjału czynnościowego w aksonie mątwy: duża średnica tylko dwa typy kanałów jonowych Makroskopowy prąd w poprzek błony związany z konkretnym rodzajem jonów: I k = ḡ k o k (V E k ) gdzie: o k frakcja otwartych kanałów, ḡ k maksymalne przewodnictwo, E k potencjał równowagi. ḡ k jest iloczynem przewodnictwa pojedynczego kanału i gęstości kanałów. Frakcja otwartych kanałów zależy od prawdopodobieństwa, że wszystkie podjednostki są w stanie sprzyjającym przewodzeniu. Dwa typy podjednostek: aktywujące m i dezaktywujące h. Przejścia pomiędzy stanem niesprzyjającym a sprzyjającym przewodzeniu podlegają pierwszorzędowej kinetyce: zamknięty α(v ) β(v ) otwarty gdzie: α(v ) i β(v ) są szybkościami reakcji zależnymi od napięcia. Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 6 Prawdopodobieństwo występowania podjednostki w stanie sprzyjającym przewodzeniu: albo inaczej gdzie ṗ = α(v )(1 p) β(v )p ṗ = p (V ) p τ(v ) p (V ) = α(v ) α(v ) + β(v ) τ(v ) = 1 α(v ) + β(v ) Względna koncentracja kanałów otwartych jest więc: o k = m M h gdzie M ilość podjednostek aktywujących na kanał (najczęściej jest jedna podjednstka hamująca) I k = ḡ k m M h(v E k )

Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 7 Potencjał czynnościowy w modelu H-H Z prawa zachowania ładunku mamy: C m V = ḡ k m M k k h k(v E k ) gdzie C m pojemność błony. Oryginalny model H-H: pobudzenie w aksonie, tylko kanały sodowe i potasowe. k Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 8 Drzewka dendrytyczne Zachodzą na nich procesy czasowego i przestrzennego sumowania potencjałów postsynaptycznych. Jakościowe efekty zwiazane z rozchodzeniem się potencjałów w drzewku dendrytycznym: 1. jest asymetryczne znacznie większe osłąbienie w kieunku ciała niż na zewnątrz 2. rozmycie czasowe piku

Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 9 Modelowanie kompartmentowe Teoria Rall a podaje sposób na zastępowanie drzewa dendrytycznego przez równoważne walce. C m dv m dt = E m V m R m + k G k (E k V m ) + V m V m R a + V m V m R a Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 10 Synapsy Działanie synapsy można również opisać przez zastępczy obwód elektryczny: C m dv dt + g restv m + g syn (t)(v m E syn ) = 0 w synapsach na ogół zakłada się, że g syn zależy jedynie od czasu.

Sieci neuropodobne XI, modelowanie neuronów biologicznie realistycznych 11 Synapsy Dla szczególnego przypadku schodkowej zmiany g syn można znaleźć rozwiązanie analityczne: V m = 1 1 + g rest /g syn E syn W modelach najczęsciej używa się gładkiej funkcji g syn (t) postaci: lub g syn (t) = g max t t p e (1 t/tp) g syn (t) = Ag max (e t τ 1 e t τ 2 ) i τ 1 > τ 2 τ 1 τ 2 Rozwiązania dla tych postaci funkcji trzeba szukać numerycznie. Synapsy pobudzające mają potencjał spoczynkowy powyżej progu na generację potencjału czynnościowegov th ; ich aktywacja depolaryzuje błonę Synapsy hamujące przeciwnie; uwaga jeśli E rest < E syn < V th to synapsa powoduje depolaryzację ale nie może wywołać potencjału czynnościowego.