Главная / События / Календарь / Дискретное моделирование химических взаимодействий между нейронами

Дискретное моделирование химических взаимодействий между нейронами

В рамках Петербургского семинара по когнитивным исследованиям выступление Олега Кузнецова (Институт проблем управления РАН, Москва) «Дискретное моделирование химических взаимодействий между нейронами» (ул.Галерная, 58-60, ауд.152).

В ходе выступления будет рассмотрена дискретная асинхронная модель химических взаимодействий между нейронами, которые заключаются в выделении и приеме нейронами химических веществ – нейротрансмиттеров. Выходной сигнал нейрона в активном состоянии – это выброс определенной дозы некоторого нейротрансмиттера во внеклеточное пространство, а входы, воспринимающие этот сигнал, – это чувствительные к конкретному нейротрансмиттеру рецепторы, расположенные на мембране нейрона. В результате приема трансмиттерного сигнала происходит изменение мембранного потенциала: его увеличение, если рецептор возбуждающий, и уменьшение, если рецептор тормозящий. Рецепторы имеют веса, характеризующие силы их влияния на мембранный потенциал, а  изменения мембранного потенциала определяются скоростью, которая представляет собой сумму двух скоростей: эндогенной скорости, зависящей от типа нейрона, и экзогенной скорости, зависящей от концентрации трансмиттеров, к которым чувствительны рецепторы данного нейрона. Нейрон активен, если значение его мембранного потенциала превышает пороговое значение, специфическое для каждого нейрона.

В ходе семинара будет представлен алгоритм вычисления поведения модели и предложена упрощенная версия асинхронной модели, не использующая нейробиологические сущности. В этой версии нейротрансмиттеры заменены сигналами различных сортов (цветов), а дозы выброса – мощностью сигнала определенного цвета. Также в процессе вытсупления будут представлены доказательства зависимости поведения модели от значений ее параметров (весов, порогов и др.) и описан метод определения устойчивости данного поведения к изменениям параметров. Эта версия может интерпретироваться как нейронная система с химическими взаимодействиями, а также как социальная сеть с разными типами информационных обменов.

Олег Кузнецов – доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией Института проблем управления РАН, академик РАЕН.