Симулятор Динамических Процессов Преобразования Сенсорных Сигналов В Таламо-Кортикальных Сетях

Abstract

В настоящее время активно разрабатываются модели (симуляторы) нейронных сетей, архитектура и дизайн которых основаны на особенностях структуры и принципах работы реальных нейронов и нейробиологических систем. Разработка нейроноподобных моделей, основанных на данных об архитектуре связей в мозге, нацелена на выяснение принципов работы его нейронных структур. Исследование динамики работы таких цепей на моделях очень важно для понимания процессов обработки информации в мозге, а также при различных нарушениях их работы и формирования патологической активности.В экспериментальных нейрофизиологических исследованиях выявлено, что взаимосвязанные нейрональные модули -кора, ретикулярные ядра таламуса, специфический таламус -играют важную роль в процессах обработки информации. Поэтому очень важно выяснить, как преобразуется входной сигнал в этих отделах мозга и какие внутренние процессы могут ограничить и полностью нарушить их совместную работу. Одним из вариантов таких нарушений является эпилепсия.В работе приведены результаты последних расчетов на функциональной модели взаимодействия нейрональных модулей в процессе обработки информации в таламо-кортикальной системе.

Dynamical mesoscale model of absence seizures in genetic models

“…Currently there are a number of models that are quite distinct from each other including phenomenological [8] and biophysical models [9][10][11]; thalamic [12], cortical [13,14] and thalamo-cortical [15], micro- [12,16], meso- [17][18][19][20][21] and macroscale [7,16,[22][23][24][25][26][27][28] models were described. Most models aim to reproduce the characteristics of SWDs, but some of them focus on effect of abnormal activity in thalamo-cortical networks, most often the thalamus was considered as the initiation site for SWDs [29][30]. These different models show that there is a basic understanding about the contribution of various types of intrinsic currents and synaptic receptors, and of the physiological conditions under which synchronized activity in the form of sleep spindles and SWDs may occur, including the necessary feedback of thalamus to cortex and vice versa and the role of the four key elements comprising the cortical pyramidal cells and interneurons, the thalamo-cortical relay cells, and neurons of the reticular thalamic nucleus.…”