Περίληψη |
Ο ιππόκαμπος διαδραματίζει βασικό ρόλο σε πολλές εγκεφαλικές
διεργασίες, όπως ο σχηματισμός και η ανάκληση της επεισοδιακής
μνήμης και η χωρική πλοήγηση. Πολλαπλές ροές προηγουμένως
ασύνδετων πληροφοριών συγκλίνουν στα κυκλώματα του ιππόκαμπου,
όπου λαμβάνουν χώρα σημαντικές μνημονικές λειτουργίες όπως ο
διαχωρισμός και η ολοκλήρωση μοτίβων. Ορισμένες από τις
πρωταρχικές περιοχές του ιππόκαμπου περιλαμβάνουν την DG, την
CA3 και την CA1, οι οποίες αποτελούν τη λεγόμενη τρισυναπτική οδό,
έναν κλειστό βρόχο επεξεργασίας με αμφίδρομες συνδέσεις με ανώτερες
περιοχές του φλοιού. Η υπολογιστική μοντελοποίηση έχει
χρησιμοποιηθεί εκτενώς για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η
δυναμική του δικτύου του ιππόκαμπου συνδέεται με τη συμπεριφορά,
δεδομένου ότι τέτοιες μελέτες απαιτούν συχνά πειράματα που
περιορίζονται από τεχνικούς περιορισμούς. Ωστόσο, τα περισσότερα
διαθέσιμα σημερινά μοντέλα ιππόκαμπου είναι συνήθως υπερβολικά
απλουστευτικά, αγνοώντας βασικές νευρωνικές και δικτυακές ιδιότητες.
Είναι σημαντικό ότι παραβλέπουν τις επιπτώσεις των ενεργών
δενδριτικών μηχανισμών στις λειτουργίες σε επίπεδο δικτύου. Για το
λόγο αυτό, αναπτύξαμε ένα απλουστευμένο αλλά βιολογικά σχετικό
μοντέλο της τρισυναπτικής οδού, το οποίο επικυρώθηκε εκτενώς με
πειραματικά δεδομένα. Το μοντέλο μας αναπαράγει με ακρίβεια πολλές
βασικές κυτταρικές και σε επίπεδο δικτύου λειτουργίες, μαζί με τη
συμβολή τους στον διαχωρισμό και την ολοκλήρωση των μοτίβων. Εξ
όσων γνωρίζουμε, αυτό είναι το πρώτο μοντέλο ιππόκαμπου της
πλήρους τρισυναπτικής οδού, που ενσωματώνει επίσης ενεργές
δενδριτικές ιδιότητες και ιδιαίτερα εξελιγμένη συνδεσιμότητα. Ως εκ
τούτου, το μοντέλο μας προσφέρει μια ευέλικτη πλατφόρμα
πειραματισμού για τη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο οι ιδιότητες
μεμονωμένων κυττάρων, όπως οι δενδριτικοί υπολογισμοί και η
πλαστικότητα, ή οι ιδιότητες νευρωνικών δικτύων, όπως η αναστολή και
η συνδεσιμότητα του δικτύου, επηρεάζουν τη δυναμική του ιππόκαμπου
και τις γνωστές διαδικασίες μνήμης.
|