علوم اعصاب محاسباتی سیناپس ها و نورون ها

واحد اساسی علوم اعصاب ، نورون است. شبیه سازی کامپیوتری نورونها به مجموعه ای از دگرگونی ها بستگی دارد که شیوه های متفاوتی را برای بررسی مجموعه ای از پدیده ها ارائه می دهند ، از مفاهیم بیوفیزیکی جریان یون و فعل و انفعالات پروتئینی ، تا مفاهیم الکتریکی مقاومت و ظرفیت ، معادلات دیفرانسیل و شبیه سازی عددی آنها. ، به نظریه اطلاعات و مهندسی سیستم. از نظر الکترونیکی ، غشای عصبی مانند یک خازن عمل می کند ، در حالی که منافذ پروتئین به عنوان مقاومت عمل می کنند. به این تصویر اساسی ، انواع زیادی از پیچیدگی را می توان اضافه کرد. نورونهای واقعی تنها یک خازن و مقاومت نیستند بلکه خازنها ، مقاومتها و باتریهای زیادی هستند که منجر به مدل رسانایی موازی و مدلهای چندبخشی می شوند. با استفاده از این مدلها ، با توجه به غلظت فعلی یونها در داخل و خارج سلول ، می توان ولتاژ یک نورون معین را در یک زمان معین محاسبه کرد. با این حال ، ولتاژها با گذشت زمان تغییر می کنند و نوک یک سیستم دینامیکی بسیار پیچیده تر هستند. ولتاژ در هر زمان بستگی به وضعیت ولتاژ و کانالهای یونی حساس به لیگاند در غشاء دارد ، یعنی کدام منافذ باز و کدام بسته است. شبیه سازی می تواند نشان دهد که چگونه وضعیت نورون در طول زمان به عنوان یک سیستم پویا تکامل می یابد. در این فصل ، پیدایش پتانسیل عمل و گسترش سیگنال ها از طریق سلول مورد بررسی قرار گرفته است.