Article or book title, author's surname, DOI

Modelling of impulses flows transformation at the neur on network controlling a muscle contraction

A. V. Bakhshiev1, S. P. Romanov2

research article Pages: 70-79

  1. 1 вед. программист Центрального научно-исследовательского института робототехники и технической кибернетики, г. Санкт-Петербург
  2. 2 д. биол. н., вед. научн. сотр. Института физиологии им. И. П. Павлова РАН, г. Санкт-Петербург

Abstract

The properties of artificial neurons and neurons network models used at present are not enough correspond to their biological prototypes and the connections between them in the neural structures. Such similarity is necessary for signals reproduction and the modelling of principles of information processing that is occurring in biological neural networks. Most important problems are an interneuron connection structure and information impulses flows transformations on each neuron. In this article we present the differential equations systems describing the behaviour of muscle analogue by the curves of muscle contraction, and shapes of the impulses flows transformation in the analogues of biological neuron. The intrinsic features of these models are the possibility of construction of neuron dendrite architecture and of realization of presynaptic inhibition effects. All functional changes are arising from the modification of structural organization of neuron membrane and synapses, but not by parametric adjustment. The numerical experiments were carried out. The qualitative correspondence between behaviour of models and biological prototype are shown.

How to cite

Бахшиев А.В., Романов С.П. Моделирование процессов преобразования импульсных потоков в нейронных структурах управления мышечным сокращением // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2009. № 11. С. 70–79.

References
  1. Романов С. П. Структурное обоснование функции нервной системы как автоматического регулятора // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2006. № 7. С. 54-63.
  2. Романов С. П. Нейрофизиологические механизмы гомеостаза двигательных функций: Дисс. ... докт. биол. наук. Л. 1989.
  3. Романов С. П., Бахшиев А. В. Математическая модель биологического нейрона // Тр. семинара «Моделирование неравновесных систем - 2000» (20-22 октября 2000 г. Красноярск).
  4. Бахшиев А. В., Романов С. П. Нейрон с произвольной структурой дендрита, математические модели биологических прототипов // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2009. № 3. С. 71.
  5. Романов С. П. Моделирование свойств ионного канала и исследование его роли в формировании импульсной активности нейрона // Нейрофизиология. 1989. Т.21. № 3. С. 379-389.
  6. Романов С. П. Функциональная модель скелетной мышцы // Проблемы физиологии движений. Л.: Наука. 1980. С. 172-190.
  7. Бахшиев А. В. Компьютерное моделирование естественных нейронных сетей // Мат. XIVнаучн.-техн. конфер. «Экстремальная робототехника». СПб.: Астерион. 2004.
  8. Романов С. П. Исследование на модели роли клеток Реншоу в регуляции разрядов мотонейронов // Физиол. журн. СССР. 1976. Т. 62. № 4. С. 528-536.
  9. Романов С. П. Модель системы альфа-мотонейрон - клетка Реншоу и мышечное сокращение // В Сб. Регуляция и сенсорное обеспечение движений / под ред. Н. Ф. Подвигина, Ю. Т. Шапкова. Л.: Наука. 1987. С. 204-214.