Воспроизведение реакций естественных нейронов как результат моделирования структурно-функциональных свойств мембраны и организации синаптического аппарата

А.В. Бахшиев; С.П. Романов

Воспроизведение реакций естественных нейронов как результат моделирования структурно-функциональных свойств мембраны и организации синаптического аппарата

А.В. Бахшиев¹, С.П. Романов²

научная статья Страницы: 25-35

¹ вед. программист, Государственный научный центр РФ, Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (Санкт-Петербург)
² д.б.н., ст. науч. сотрудник, вед. науч. сотрудник, Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук (Санкт-Петербург)

Ключевые слова: вычислительные модели нейронов нейронные сети импульсные потоки синаптический аппарат

Аннотация

Воспроизведение информационных процессов в нервной системе требует соответствия моделирования как структуры связей между нейронами сети, так и принципов преобразования импульсных потоков на дендритах и синапсах каждого нейрона. Рассмотрена система дифференциальных уравнений, описывающая динамику преобразования сигналов в естественном нейроне. Модель не требует настройки внутренних параметров в процессе функционирования. Свойства преобразования вход/выход нейронов определяют модификация структурной организации мембраны и синаптического аппарата и формируемые текущей активностью связи в сети.

Для цитирования

Бахшиев А.В., Романов С.П. Воспроизведение реакций естественных нейронов как результат моделирования структурно-функциональных свойств мембраны и организации синаптического аппарата // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2012. № 7. С. 25–35.

Список источников

Романов С. П. Структурное обоснование функции нервной системы как автоматического регулятора // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2006. № 7. С. 54-63.
Романов С. П. Нейросистемы и современные вычислительные среды // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2007. № 6. С. 96??104.
Hodgkin, A. L., Huxley, A. F., A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve // J. Physiology. 1952. № 117. P. 500-544.
Романов С. П., Бахшиев А. В. Математическая модель биологического нейрона // Моделирование неравновесных систем - 2000: Материалы III Всеросс. семинара. Красноярск. 20-22 октября 2000 г. Красноярск: ИПЦ КГТУ. 2000.
Бахшиев А. В. Компьютерное моделирование естественных нейронных сетей // Материалы XIV научно-технич. конф. «Экстремальная робототехника». СПб.: Астерион. 2004.
Бахшиев А. В., Романов С. П. Математическое моделирование процессов преобразования импульсных потоков в биологическом нейроне // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2009. № 3. С. 71-80.
Романов С. П. Модель нейрона // Некоторые проблемы биологической кибернетики. Л.: Наука. 1972. С. 276-282.
Романов С. П. Моделирование свойств ионного канала и исследование его роли в формировании импульсной активности нейрона // Нейрофизиология. 1989. Т. 21. №3.С. 379-389.
Экклс Дж.Физиология синапсов. М.:Мир. 1966.
Lockery, S. R, Goodman, M. B., The quest for action potentials in C. elegans neurons hits a plateau // Nature Neuroscience volume 12. Number4. Р. 377-378 (April 2009).
Дорогов А. Ю., Алексеев А. А. Категории ядерных нейронных сетей //Всерос. науч.-техн. конф.«Нейроинформатика-99» г. Москва 20-22 января 1999г. Сб. науч. тр. Ч. 1. М.: 1999. С. 55-64.

[1] Романов С. П. Структурное обоснование функции нервной системы как автоматического регулятора // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2006. № 7. С. 54-63.

[2] Романов С. П. Нейросистемы и современные вычислительные среды // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2007. № 6. С. 96??104.

[3] Hodgkin, A. L., Huxley, A. F., A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve // J. Physiology. 1952. № 117. P. 500-544.

[4] Романов С. П., Бахшиев А. В. Математическая модель биологического нейрона // Моделирование неравновесных систем - 2000: Материалы III Всеросс. семинара. Красноярск. 20-22 октября 2000 г. Красноярск: ИПЦ КГТУ. 2000.

[5] Бахшиев А. В. Компьютерное моделирование естественных нейронных сетей // Материалы XIV научно-технич. конф. «Экстремальная робототехника». СПб.: Астерион. 2004.

[6] Бахшиев А. В., Романов С. П. Математическое моделирование процессов преобразования импульсных потоков в биологическом нейроне // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2009. № 3. С. 71-80.

[7] Романов С. П. Модель нейрона // Некоторые проблемы биологической кибернетики. Л.: Наука. 1972. С. 276-282.

[8] Романов С. П. Моделирование свойств ионного канала и исследование его роли в формировании импульсной активности нейрона // Нейрофизиология. 1989. Т. 21. №3.С. 379-389.

[9] Экклс Дж.Физиология синапсов. М.:Мир. 1966.

[10] Lockery, S. R, Goodman, M. B., The quest for action potentials in C. elegans neurons hits a plateau // Nature Neuroscience volume 12. Number4. Р. 377-378 (April 2009).

[11] Дорогов А. Ю., Алексеев А. А. Категории ядерных нейронных сетей //Всерос. науч.-техн. конф.«Нейроинформатика-99» г. Москва 20-22 января 1999г. Сб. науч. тр. Ч. 1. М.: 1999. С. 55-64.