E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Intrinsic computations of a wide range of Boolean functions in apical dendritic branches of a two-layer abstract human pyramidal neuron model

Αρχική Intrinsic computations of a wide range of Boolean functions in apical dendritic branches of a two-layer abstract human pyramidal neuron model

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000433840

Τίτλος

Intrinsic computations of a wide range of Boolean functions in apical dendritic branches of a two-layer abstract human pyramidal neuron model

Συγγραφέας

Παπαδόπουλος, Σωτήριος

Σύμβουλος διατριβής

Ποϊράζη, Παναγιώτα

Περίληψη

Οι πυραμιδικοί νευρώνες συνθέτουν το υπόστρωμα των περίπλοκων, ανώτερων ανθρώπινων γνωστικών λειτουργιών. Η ικανότητά μας, συνεπώς, να κατανοήσουμε τον τρόπο λειτουργίας των νευρώνων αυτών είναι κρίσιμη για τη διαλεύκανση των εγκεφαλικών λειτουργιών, περιορίζεται, όμως, από τεχνολογικούς φραγμούς ειδικά στο μικροσκοπικό επίπεδο. Η χρήση μεθόδων μοντελοποίησης έχει αποδειχτεί ιδιαιτέρως χρήσιμη στη μελέτη των νευρωνικών μηχανισμών και την αναγνώριση των κρίσιμων παραγόντων που τους διέπουν σε περιπτώσεις που οι πειραματικές διαδικασίες αποτυγχάνουν να το επιτύχουν. Στην παρούσα μελέτη έχω μοντελοποιήσει έναν πυραμιδικό νευρώνα αποτελούμενο από σώμα και δενδρίτες, υποθέτοντας ότι τα συγκλίνοντα προς αυτόν σήματα από άλλους νευρώνες μπορούν να περιγραφούν από δυαδικές τιμές. Τα σήματα αυτά “ζυγίζονται” και εν συνεχεία ολοκληρώνονται σε δυαδικά αποκλίνοντα σήματα, επιτρέποντάς μου να περιγράψω τη συνάρτηση που χαρακτηρίζει τα συγκλίνοντα και αποκλίνοντα σήματα του πυραμιδικού δενδρίτη και νευρώνα με όρους άλγεβρας Boole. Έχω μελετήσει τον τρόπο με τον οποίο το εύρος των δυνατών υπολογισμών ενός δενδρίτη -και κατ’ επέκταση ενός νευρώνα- επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά της προαναφερθείσας συνάρτησης. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι μία μη-μονότονη συνάρτηση παρέχει πρόσβαση στο πλήρες εύρος υπολογισμών που δύναται να αποδοθούν σε ένα δεδομένο αριθμό από συγκλίνοντα σήματα. Επιπλέον, αποκαλύπτεται ότι αυτοί οι υπολογισμοί εξαρτώνται από τον βαθμό εκπόλωσης της κυτταρικής μεμβράνης. Συνεπώς, η παρούσα ανάλυση παρέχει πρόσβαση σε στοιχεία του τρόπου με τον οποίο οι πυραμιδικοί νευρώνες μπορεί να καθίστανται ικανοί να πραγματοποιούν πολύπλοκους υπολογισμούς όπως για παράδειγμα μη-γραμμικές ταξινομήσεις.

Φυσική περιγραφή

52 σ. : πιν. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Abstract neuron models

Anti-coincidence detection

Boolean Algebra

Dendrites

Dendritic calcium-mediated action potential (dCaAP)

Dendritic computations

Dendritic spikes