Working log: Approximations to the biologically motivated neuron transfer functions

28.04.97 WD 

Model komorki piramidowej z obaszaru CA3 hippokampa Trauba jest interesujacy bo tkaie komorki biora udzial w tworzeniu pamieci asocjacyjnej. Chodzi nam o naturalne warunki dzialania neuronu, nie mozemy wiec ich pobudzac wstrzykujac stale prady.

Docelowo powinnismy rozwazyc model kilku sprzezonych ze soba neuronow i badac ich aktywnosc w zaleznosci od pobudzen przez neuron zewnetrzny, pobudzen o ustalonej statystyce impulsow.

Trzeba uzyc polecenia "table"; w podkatalogu "doc" jest opis "table.doc", w nim informacja:

Spike output buffering - Input message values arriving at the table are checked for threshold crossing. If they pass, then the current simulation time is stored in a table entry, and the table index incremented

Mozna uzyc tabeli by obliczac usrednione liczby impulsow na dluzsza jednostke czasu, np. 1 sek lub 10 sek.

AJ: Wyniki:

Badania zostaly przeprowadzone dla neuronu skladajacego sie z przedzialow dwoch dendrytow oznaczonych jako 2 i 1 oraz z somy (ciala neuronu). Przedzial 2 dendrytu byl pobudzany przez zrodlo B, a przedzial 1 dendrytu przez zrodlo A. Na poczatku oba zrodla pobudzaly neuron bodzcami o takiej samej czestotliwosci (delay 5 ms, interval 10 ms), nastepnie opoznialem zrodlo A wzgledem zrodla B (delay od 5 - 15 ms, przy intervale 10 ms). Do opoznienia zrodla A wzgledem zrodla B od 5 do 10 ms nasycenie sigmoidy nastepowalo przy 50 pobudzonych kanalach jonowych, natomiast od 11 do 12 ms opoznienia nasycenie przesunelo sie do 60 pobudzonych kanalow, dla opoznienia 13 ms sygnalu zrodla A wzgledem zrodla B nasycenie przesunelo sie maksymalnie do 80 pobudzonych kanalow jonowych a dla przesuniecia 14 - 15 ms nasycenie sigmoidy przesunelo sie z powrotem do 50 kanalow jonowych.

Nastepnie przeprowadzilem badanie jak zmienia sie nasycenie sigmoidy gdy zwiekszam czestotliwosc zrodla A (zmniejszajac intervaly od 9 do 6 ms, przy zmienianiu opoznienia od 6 do 15 ms (delay)). Dla intervalu 8 ms presuniecie nasycenia sigmoidy przesunelo sie w kierunku mniejszej liczby pobudzonych kanalow jonowych (do 40) dla opoznienia 12 ms, dla intervalu 7 ms nasycenie sigmoidy do 40 pobudzonych kanalow przesunelo sie do opoznienia (delay) 7 ms, dla intervalu 6 ms nasycenie sigmopidy wystapilo takze przy opoznieniu (delay) 7 ms, nastepnie wszystko wracalo prawie do normalnego stanu przy czym wystepowalo nastepujace zjawisko, dla od 14 do 15 ms (delay) opoznienia przy zmniejszajacych sie intervalach nasycenie sigmoidy wracalo do 50 pobudzonych kanalow jonowych ale tylko do czasu zwiekszenia pobudzen dla wiekszej liczby kanalow jonowych, przy czym do intervalu 6 ms wystepowalo platou a dla 6 ms sigmoida byla mniej stroma. {Natomiast gdy zrobilem badania dla intervalu 100 ms i opoznieniu od 5 do 15 ms (przy czym badania byly robione dla okolo 200 pobudzonych kanalow jonowych, jak powyzej). Dla warunkow (delay zrodla A i B 5 ms a interval 100ms),sigmoida byla zstepujaca i nasycenie nastepowalo przy 150 kanalach jonowych, przy zwiekszeniu opoznienia o 10ms (tj. do 15 ms), krotkotrwale nasycenie nastapilo przy 200 kanalach jonowych by przy 210 kanale jonowym powrocic do wartosci z przed nasycenia, podobnie wystepuje dla opoznienia 45 i 85 ms, w tym przypadku wystepuje male platou dla liczby pobudzonych kanalow jonowych od 170 do 190 przy czym znowu wraca do poprzedniej wartosci natomiast dla 25 ms opoznienia i dla 65 ms nie ma opoznienia tylko wystepuje funkcja stala (const)dla danego natezenia, dla 35 i 55 ms opoznienia wystepuje sigmoida zsteppujaca (przy czym dla 35 ms nasycenie wystepuje przy 160 kanalach jonowych a dla 55 ms przy 210 kanalach jonowych).

Natomiast dla wartosci opoznienia 95 ms wystepuje sigmoida wstepujaca przy juz 100 pobudzonych kanalach jonowych! Dalsze badania w toku.}  Dla intervalu 100 ms dla zrodla A i B mozna powiedziec, ze krzywe powstajace z opoznienia sygnalu A wzgledem B sa asymetryczne. I tak dla opoznienia 5 ms sigmoida zstepujaca pojawia sie przy 150 pobudzonych kanalach jonowych przy 35 ms opoznienia przesuwa sie w prawo do 160 kanalow jonowych, nastepnie przesuwa sie dalej w prawo dla 55 ms opoznienia do 210 pobudzajacych kanalow by przy 75 ms opoznienia przesunac sie w lewo do 180 pobudzonych kanalow jonowych.  Krzywa przybiera postac funkcji stalej dla 25 i 65 ms opoznienia. Dla opoznienia 15 ms sigmoida najpierw zstepuje dla 100 kanalow jonowych by dla nastepnych kanalow jonowych wstepowac.  Gdy opoznienie wynosi 45 i 85 ms sigmoida zstepuje i jest stala dla 170 - 190 kanalow jonowych by stac sie wstepujaca dla 200 kanalow jonowych. Odmienna sigmoida wystepuje dla 95 ms poniewaz jest sigmoida wstepujaca dla 110 kanalow jonowych.    Dla intervalu 100ms dla zrodla B i 90 ms dla zrodla A rozklad krzywych jest takze asymetryczny .  Dla czasu opoznienia 5, 15, 45 i 55 sigmoida najpierw jest wstepujaca a pozniej zstepujaca, przy czym dla 5 ms sigmoida wstepuje dla 70 pobudzonych kanalowa zstepuje dla 180 pobudzonych kanalow jonowych, a dla 15 ms opoznienia wstepuje przy nizszej liczbie pobudzonych kanalow - 40 i zstepuje przy wyzszej liczbie kanalow - 210 , dla 45 ms opoznienia sigmoida wstepuje przy 60 pobudzonych kanalach a zstepuje glebiej (do mniejszego natezenia niz poprzednio)przy 190 pobudzonych kanalach nastepnie sigmoida znow przesuwa w lewo dla 55 ms i wstepuje przy 60 kanalach a zstepuje przy 210.  Natomiast przy 25 i 65ms opoznienia sigmoida jest wstepujaca dla 25 ms przy 80 kanalach natomiast dla 65 ms jest wstepujaca juz przy 120 pobudzonych kanalach, a dla 75 i 85 ms opoznienia sigmoida jest zstepujaca dla 75 ms przy 140 kanalach jonowych , dla 85 ms juz tylko przy 200 pobudzonych kanalach.  W przypadku 35 ms opoznienia sigmoida jest zstepujaca i wystepuje platou od 140 - 150 pobudzonych kanalow by przy 160 zstapic jeszcze nizej a nastepnie przy 170 kanalach powrocic do poprzedniej wartosci.  Krzywa jest funkcja stala dla 95 ms opoznienia.

29.06.97

Mam zrobione zliczanie pikow dla pojedynczej komorki nerwowej przy uzyciu polecenia table.