Детальная информация

Работа посвящена разработке сегментной спайковой модели нейрона на основе кабельной теории. Целью разработки являлась идентификация пространственных параметров CSNM (сегментной спайковой модели нейрона, compartmental spiking neuron model) по более биоподобной кабельной модели дендритов. В рамках работы предложен способ интеграции кабельного уравнения в архитектуру CSNM, разработана программная реализация сегментной спайковой модели нейрона на основе кабельной теории. По результатам экспериментальных исследований было показано, что реализованная модель воспроизводит основные закономерности распространения сигнала при различных размерах сомы и длины дендрита; результаты сравнения модели с классической моделью порогового интегратора также позволяют говорить о ее работоспособности. В режиме точечного нейрона удалось добиться качественно схожего поведения разработанной модели и CSNM. Это позволяет приблизительно идентифицировать пространственные параметры CSNM и для данной конфигурации нейрона принять длину сегмента равной 200 мкм, а диаметр сегмента 20 мкм. Этот результат сопоставим с биологическими данными.

The work is devoted to the development of a compartment spiking neuron model based on the cable theory. The aim of the development was to identify the spatial parameters of CSNM (compartmental spiking neuron model) by a more biosimilar cable model. As part of the work, a method for integrating the cable equation into the CSNM architecture is proposed and a software implementation of a compartment spiking neuron model based on the cable theory is developed. Based on the results of experimental studies, it was shown that the implemented model reproduces the basic patterns of signal propagation at different soma sizes and dendrite lengths; the results of comparing the model with classical Integrate-and-Fire model also confirms the operability of the implemented model. For a point-neuron configuration of the developed model and CSNM, a qualitatively similar behavior was achieved. This allowed to approximately identify the spatial parameters of CSNM and to assume for this model configuration a segment length equal to 200 microns and a segment diameter of 20 microns. This result is comparable with biological data.