Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)

Для цитирования:

Постнов Д. Э., Жирин Р. А., Сердобинцева Ю. А. Индуцированные шумом когерентные режимы генерации в малых ансамблях нейронов с ионной связью // Известия вузов. ПНД. 2008. Т. 16, вып. 4. С. 83-100. DOI: 10.18500/0869-6632-2008-16-4-83-100

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
Иконка PDF 2008no4p083.pdf
(загрузок: 150)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Журнал в журнале
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
577.38
DOI: 
10.18500/0869-6632-2008-16-4-83-100

Индуцированные шумом когерентные режимы генерации в малых ансамблях нейронов с ионной связью

Авторы: 
Постнов Дмитрий Энгелевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Жирин Роман Андреевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Сердобинцева Юлия Александровна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Аннотация: 

Методами математического моделирования и вычислительного эксперимента изучются свойства особого типа межнейронного взаимодействия, обусловленного изменением межклеточной концентрации калия в результате активности самих нейронов (ионная связь). Предложена простейшая модификация модели типа Ходжкина–Хаксли, позволяющая учесть указанный механизм. Исследовано поведение малых ансамблей из 2, 4 и 8 возбудимых нейронов в условиях их активации шумовым сигналом. Выявлены основные эффекты, обусловленные наличием ионной связи, включающие появление новых временных масштабов, а также пространственно упорядоченную генерацию импульсов-спайков.

Ключевые слова: 
-
Список источников: 
  1. Николлс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж.,Фукс П.А. От нейрона к мозгу. М.: УРСС, 2003. 672 с.
  2. Рубин А.Б. Биофизика. М.: Высш. шк., 1987.
  3. Keener J., Sneyd J. Mathematical Physiology, Springer, New York, Inc, 2001.
  4. Sykov E. Extracellular K+ accumulation in the central nervous system // Prog. Biophys. Mol. Biol. 1983. Vol. 42 P. 135.
  5. Deitmer J.W., Rose C.R., Munsch T., Schmidt J. Nett, W., Schneider H.-P., Lohr C. Leech giant glial cell // Functional Role in a Simple Nervous System GLIA. 1999. Vol. 28. P. 175.
  6. Hansen A.J. The extracellular potassium concentration in brain cortex following oschemia in hypo- and hyperglycemic rats //Acta Physiol. Scand. 1978. Vol. 102. P. 324.
  7. Yan G.X., Chen J., Yamada K.A., Kleber A.G. and Corr P.G. Contribution of shrinkage of extracellular space to extracellular K+ accumulation in myocardial ischemia at the rabbit // J.Physiol. 1996. Vol. 490. P. 215.
  8. Yi C.-S., Fogelson A.L., Keener J.P. and Peskin C.S. A mathematical study of volume shifts and ionic concentration changes during ischemia and hypoxia // Journal of Theoretical Biology. 2003. Vol. 220, No 1. P. 83.
  9. Bazhenov M., Timofeev I., Steriade M. and Sejnowski T.J. Potassium model for slow (2-3 Hz) neocortical paroxysmal oscillations in vivo // Journal of Neurophisiology. 2004. Vol. 92 (2): 1116-32.
  10. Eun-Hyoung Park and Durand D.M.. Role of potassium lateral diffusion in non- synaptic epilepsy: A computational study // Journal of Theoretical Biology. 2006. Vol. 238, Issue 3. P. 666.
  11. Postnov D.E., Ryazanova L.S., Sosnovtseva O.S., Mosekilde E. Neural synchronization via potassium signalling // International Jouranal of Neural Systems. 2006. Vol. 16, No. 2. P. 99.
  12. Lee S.G., Neiman A., Kim S. Coherence resonance in a Hodgkin–Huxley neuron // Phys. Rev. E. 1998. Vol. 57. P. 3292.
  13. Pikovsky A., Kurth J. Coherence resonance in a noise–driven excitable systems / Phys. Rev. Lett. 1997. Vol. 78. P. 775.
  14. Han S.K., Yim T.G., Postnov D.E., and Sosnovtseva O.V. Interacting coherence resonance oscillators // Phys. Rev. Lett. 1999. Vol. 83. P. 1771.
  15. Postnov D.E., Sosnovtseva O.V., Han S.K., and Kim W.S. Noise-induced multimode behavior in excitable systems // Phys. Rev. 2002. Vol. 66. P. 016203.
  16. Mosekilde E., Sosnovtseva O.V., Postnov D., Braun H.A., and Huber M.T. Noiseactivated and noise-induced rhythms in neural systems // Nonlinear Science. 2004. Vol. 11. P. 449.
  17. Hodgkin A.L., Huxley A.F. A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in a nerve // J. Physiol. London. 1952. Vol. 117. P. 500.
  18. Guantes R. and de Polavieja G.G. Variability in noise-driven integrator neurons //  Phys. Rev. E. 2005. Vol. 71. 011911(1-4).
  19. Baccus S.A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. Vol. 95, 8345.
  20. Постнов Д.Э., Жирин Р.А. Моделирование колебательных и волновых процессах в двумерных средах произвольной геометрии. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2007614145 от 28.09.2007.
Поступила в редакцию: 
11.12.2007
Принята к публикации: 
13.03.2008
Опубликована: 
31.10.2008
Краткое содержание:
Иконка PDF a2008no4p083.doc_.pdf
(загрузок: 73)
  • 1569 просмотров