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.

دانشنامه بیوفیزیک

دایره المعارف بیوفیزیک هم به عنوان یک منبع اطلاعاتی که به راحتی قابل دسترسی است و هم راهنمای مقدماتی برای ادبیات علمی تصور می شود. این شامل نوشته هایی است که هم تکنیک ها و هم سیستم ها را توصیف می کند.

در ورودی تکنیکها ، هر یک از طیف وسیعی از روشهای تحت عنوان بیوفیزیک به تفصیل توضیح داده شده است ، همراه با ارزش و محدودیتهای اطلاعاتی که هر یک ارائه می دهد. روشهای مختلف شامل پراش (اشعه ایکس ، الکترون و نوترون) از طریق طیف وسیعی از روشهای طیف سنجی (اشعه ایکس ، نوری ، EPR ، NMR) تا تصویربرداری (از میکروسکوپ الکترونی تا تصویربرداری از سلولهای زنده و MRI) و همچنین محاسبات است. و رویکردهای شبیه سازی

در نوشته های Systems ، رویکردهای بیوفیزیکی به سیستم ها یا مشکلات بیولوژیکی خاص - از ساختار پروتئین و اسید نوکلئیک گرفته تا غشاها ، کانال های یونی و گیرنده ها - شرح داده شده است. این بخشها ، که بر ادغام تکنیک های مختلف تأکید دارند ، بنابراین از نظر بیولوژیکی بیشتر از منظر فیزیکی/شیمیایی تکنیک گرا ، وارد بیوفیزیک می شوند.

بنابراین دائرالمعارف قصد دارد منبعی را برای بیوفیزیکدانان علاقمند به روشهایی فراتر از روشهای زیرمجموعه خود و همچنین برای آن دسته از خوانندگانی که از نظر فیزیکی یا بیولوژیکی به بیوفیزیک نزدیک می شوند ، ارائه دهد.