350 руб
Журнал «Нейрокомпьютеры: разработка, применение» №12 за 2011 г.
Статья в номере:
Исследование в искусственных нейронных сетях роли временных параметров торможения в локальной синхронизации активности в коре
Ключевые слова: симуляционная модель локальная нейронная сеть синхронизация торможение кора мозга
Авторы:
В. Г. Марченко - к. биол. н., Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. E-mail: vgmarchenko@hotbox.ru Е. Д. Барк - к. биол. н.; м. н. с., Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. E-mail: lisbark@mail.ru К. А. Салтыков - к. биол. н., с. н. с., Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. E-mail: K_Saltykov@mail.ru
Аннотация:
Исследована роль временных параметров торможения нейронов коры в генерации медленных эпилептиформных потенциалов. В модели локальной нейронной сети на достаточно длительном отрезке времени удалось получить синхронную активность большой части нейронов с частотой генерации 0,7 Гц. Нейроны, вносящие наибольший вклад в генерацию синхронной активности, имели длительность тормозной паузы в диапазоне от 100 до 150 мс и 300 мс. На основании результатов, полученных на модели, можно предположить, что синхронизация, наблюдаемая при эпилептиформных разрядах в локальных сетях коры, обеспечивается торможением, преимущественно связанным с ГАМКБ рецепторами.
Страницы: 16-24
Список источников
  1. Steriade, M., Nuñez, A., Amzica, F. A novel slow (< 1 Hz) oscillation of neocortical neurons in vivo: depolarizing and hyperpolarizing components // J. Neurosci. 1993. V. 13(8). P. 3252-3265.
  2. Timofeev, I., Grenier, F., Bazhenov, M., Sejnowski, T. J., Steriade, M., Origin of slow cortical oscillations in deafferented cortical slabs // Cereb. Cortex. 2000. V. 10(12). P. 1185-1199.
  3. Tateno, T., Robinson, H. P., Phase resetting curves and oscillatory stability in interneurons of rat somatosensory cortex // Biophys. J. 2007. V. 92(2). P. 683-695.
  4. Steriade, M., Contreras, D., Amzica, F., Synchronized sleep oscillations and their paroxysmal developments // Trends Neurosci. 1994. V. 17(5). P. 199-208.
  5. Timofeev, I., Grenier, F., Steriade, M., Contribution of intrinsic neuronal factors in the generation of cortically driven electrographic seizures // J. Neurophysiol. 2004. V. 92(2). P. 1133-1143.
  6. Марченко В. Г., Пасикова Н. В., Косицын Н. С. Внутрикорковая синхронизация эпилептичских разрядов на разных стадиях ультраструктурных перестроек в полностью нейронально-изолированном участке неокортекса крыс // Журнал высшей нервной деятельности. 2003. Т. 53. № 2. С. 215-221.
  7. Amzica, F., Steriade, M., Disconnection of intracortical synaptic linkages disrupts synchronization of a slow oscillation // J. Neurosci. 1995. V. 15(6). P. 4658-4677.
  8. Polack, P. O., Guillemain, I., Hu, E., Deransart, C., Depaulis, A., Charpier, S. Deep layer somatosensory cortical neurons initiate spike-and-wave discharges in a genetic model of absence seizures // J. Neurosci.2007. V. 27(24). P. 6590-6709.
  9. Contreras, D., Steriade, M., Cellular basis of EEG slow rhythms: a study of dynamic corticothalamic relationships // J. Neurosci. 1995. V. 15(1 Pt 2). P. 604-622.
  10. Destexhe, A., Sejnowski, T. J. Interactions between membrane conductances underlying thalamocortical slow- wave oscillations // Physiol. Rev. 2003. V. 83(4). P. 1401-1453.
  11. Литвинов Е. Г. Пакет программ «Нейроимитатор» для имитационного моделирования нейронных сетей биологических объектов // Нейрокомпьютеры. 2002. № 1-2. С. 21-35.
  12. Smith, B. N., Dudek, F. E., Network interactions mediated by new excitatory connections between CA1 pyramidal cells in rats with kainate-induced epilepsy // J. Neurophysiol. 2002. V. 87(3). P. 1655-1658.
  13. Марченко В. Г., Салтыков К. А. Механизмы синхронизации в локальных нейронных сетях неокортекса. Модельные и экспериментальные исследования // Журнал высшей нервной деятельности. 2010. Т. 60. № 1. С. 80-89.
  14. Destexhe, A., Spike-and-wave oscillations based on the properties of GABAB receptors // J. Neurosci. 1998. V. 18 (21). Р. 9099-9111.
  15. Bowery, N. G., Smart, T. G., GABA and glycine as neurotransmitters: a brief history // Pharmacol. 2006. V. 147 Suppl 1. Р.109-119.
  16. Metherate, R., Ashe, J. H., Facilitation of an NMDA receptor-mediated EPSP by paired-pulse stimulation in rat neocortex via depression of GABAergic IPSPs //J. Physiol. 1994. V. 481 (Pt. 2). P. 331-348.
  17. Nicoll, R. A., Malenka, R. C., Kauer, J. A., Functional comparison of neurotransmitter receptor subtypes in mammalian central nervous system // Physiol. Rev. 1990. V. 70(2). P. 513-565.
  18. Kapur, A., Pearce, R. A., Lytton, W. W., Haberly, L. B., GABA A-mediated IPSCs in piriform cortex have fast and slow components with different properties and locations on pyramidal cells // J. Neurophysiol. 1997. V. 78(5). P. 2531-2545.
  19. von Krosigk, M., Bal, T., McCormick, D. A., Cellular mechanisms of a synchronized oscillation in the thalamus // Science. 1993. V. 261(5119). P. 361-364.
  20. Mann, E. O., Kohl, M. M., Paulsen, O., Distinct roles of GABA(A) and GABA(B) receptors in balancing and terminating persistent cortical activity // J. Neurosci. 2009. V. 29(23). P. 7513-7518.