Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

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

Для цитирования:

Нуйдель И. В., Соколов М. Е., Яхно В. Г. Построение макроскопической модели обработки зрительной информации в нормальном состоянии и описание перехода к патологическому эпилептиформному режиму // Известия вузов. ПНД. 2015. Т. 23, вып. 5. С. 92-106. DOI: 10.18500/0869-6632-2015-23-5-92-106

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
Иконка PDF 2015no5p092.pdf
(загрузок: 129)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Нелинейная динамика и нейронаука
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
53, 612.82
DOI: 
10.18500/0869-6632-2015-23-5-92-106

Построение макроскопической модели обработки зрительной информации в нормальном состоянии и описание перехода к патологическому эпилептиформному режиму

Авторы: 
Нуйдель Ирина Владимировна, Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН)
Соколов Максим Евгеньевич, Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН)
Яхно Владимир Григорьевич, Институт прикладной физики РАН (ИПФ РАН)
Аннотация: 

В работе рассматривается функциональная модель преобразования сигналов в сетях однотипных связанных между собой активных элементов. С одной стороны, это макроскопическая модель таламокортикальных динамических взаимодействий между нейронными ансамблями, и на ней можно рассматривать нормальные и патологические режимы обработки сигналов (например, изображений). С другой стороны, модель и результаты расчётов можно рассматривать как вариант моделирования эпилепсии в таких системах. В работе развивается информационный макроскопический подход к моделированию нормальных режимов обработки и эпилептиформных режимов, который в этом смысле можно считать уникальным. 

Ключевые слова: 
Симуляторы нейронных сетей
нейроморфные модели
моделирование преобразования сенсорных сигналов в таламокортикальных нейронных ансамблях
тала- мокортиальные цепи
кортикоталамические взаимодействия
моделирование эпилепсии
Список источников: 
  1. Hodgkin A.L., Huxley A.F. A quantitative description of membrane current and its application to conduction and excitation in nerve // J. Physiol. 1952. Vol. 117. P. 500.
  2. Gerstner W., Kistler W. Spiking Neuron Models: Single Neurons, Populations, Plasticity // Cambridge: Cambridge University Press, 2002.
  3. van Drongelen W., Lee H.C., Stevens R.L., Hereld M. Propagation of seizure-likе activity in a model of neocortex // J. Clin. Neurophysiol. 2007. Vol. 24(2). P. 182.
  4. Wilson H.R., Cowan J.D. Excitatory and inhibitory interactions in localized populations of model neurons // Biophys. J. 1972. Vol. 12(1). P. 1.
  5. Сбитнев В.И., Драбкин Г.М. Перенос спайков в статистических нейронных ансамблях. I. Концепция фазовых переходов // Биофизика. 1975. Т. 20. C. 669. II. Нейрон-нелинейный источник спайков // Биофизика. 1976. T. 21. C. 1072. III. Фазовый переход в модели поля СА3 гиппокампа // Биофизика. 1977. T. 22. C. 523.
  6. Кудряшов А.В., Яхно В.Г. Распространение областей повышенной импульсной активности в нейронной сети // Динамика биологических систем. 1978. Вып. 2. C. 45.
  7. Destexhe A., Sejnowski T.J. The Wilson–Cowan model, 36 years later // Biol. Cybern. 2009. July. Vol. 101(1). P. 1.
  8. Suffczynski P., Kalitzin S., Lopes Da Silva F.H. Dynamics of non-convulsive epileptic phenomena modeled by a bistable neuronal network // Neuroscience. 2004.Vol. 126(2). P. 467.
  9. Wendling F., Bartolomei F., Bellanger J.J., Bourien J., Chauvel P. Epileptic fast intracerebral EEG activity: Evidence for spatial decorrelation at seizure onset // Brain. 2003. Vol. 126 (6). P. 1449.
  10. Wendling F., Hernandez A., Bellanger J.J., Chauvel P., Bartolomei F. Interictal to ictal transition in human temporal lobe epilepsy: Insights from a computational model of intracerebral EEG // J. Clin. Neurophysiol. 2005. Vol. 22 (5). P. 343.
  11. Soltesz I., Staley K.J. Computational Neuroscience in Epilepsy. Elsevier, 2008.
  12. Markram H. The blue brain project // Nat. Rev. Neurosci. 2006. Vol. 7(2). P. 153.
  13. Prinz A.A., Bucher D., Marder E. Similar network activity from disparate circuit parameters // Nat. Neurosci. 2004. Vol. 7(12). P. 1345.
  14. Herz A.V., Gollisch T., Machens C.K., Jaeger D. Modeling single-neuron dynamics and computations: A balance of detail and abstraction // Science. 2006. Vol. 314 (5796). P. 80.
  15. Vergnes M., Marescaux C. et al. Spontaneous paroxysmal electroclinical patterns in rat: A model of generalized non-convulsive epilepsy // Neurosci. Lett. 1982. Vol. 33. P. 97.
  16. Coenen A., van Luijtelaar G. Genetic animal models for absence epilepsy: A review of the WAG/Rij strain of rats // Behav. Genetics. 2003. Vol. 33. P. 635.
  17. Depaolis A., van Luijtelaar G. Genetic models of absence epilepsy in the rat. // Eds. A. Pitkanen, P. Schwartzkroin, S. Moshe. Models of Seizures and Epilepsy // San Diego, CA: Elsevier, 2005. P. 233.
  18. Van Luijtelaar G., Sitnikova E. Global and focal aspects of absence epilepsy: The contribution of genetic models // Neurosci. Biobehav. Rev. 2006. Vol. 30. P. 983.
  19. Meeren H., Pijn J., van Luijtelaar G., Coenen A., Lopes da Silva А. Evolving concepts on the pathophysiology of absence seizures: The cortical focus theory // Arch. Neurology. 2002. Vol. 62. P. 371.
  20. Кузнецова Г.Д., Габова А.В., Соколов М.Е. Исследование механизмов поддержания и окончания статуса абсансной эпилепсии // Нелинейная динамика когнитивных исследованиях – 2011: Труды конференции / Рос. акад. наук, Ин-т приклад. физики [и др]. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2011. С. 107.
  21. Яхно В.Г. Модели нейроноподобных систем. Динамические режимы преобразования информации. Нелинейные волны – 2002 / Отв. Ред. А.В. Гапонов-Грехов, В.И. Некоркин. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2003. С. 90.
  22. Шевелёв И.А. Волновые процессы в зрительной коре мозга // Природа/ 2001. No 12; http://vivovoco.rsl.ru/VV/JOURNAL/NATURE/12_01/ALPHA.HTM
  23. Hecht-Nielsen R. A theory of the cerebral cortex // Proceedings of the 6th International Conference on Molecular Electronics and Biocomputing. Future Electronic Devices Association of Japan, Okinawa, 28–30 November 1995.
  24. Platt N., Spiegel E.A., Tresser C. On-off intermittency: A mechanism for bursting // Phys. Rev. Lett. 1993. Vol. 70, No 3. P. 279.
Поступила в редакцию: 
30.10.2015
Принята к публикации: 
20.11.2015
Опубликована: 
29.04.2016
Краткое содержание:
Иконка PDF a2015no5p092.pdf
(загрузок: 89)
  • 1940 просмотров