Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες

Πρώτον, συζητάμε αρκετές παρανοήσεις σχετικά με το μηχανισμό παραγωγής ηλεκτρικών παλμών των νευρώνων. Ο στόχος μας είναι να δώσουμε κίνητρα στον αναγνώστη να σκέφτεται για ένα νευρώνα, όχι μόνο στα πλαίσια ιόντων και καναλιών, όπως κάνουν πολλοί βιολόγοι, ούτε μόνο στα πλαίσια μιας σχέσης ερεθίσματ...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Main Author: Μποτονάκη, Γεωργία - Παύλος
Other Authors: Καραχάλιος, Νικόλαος
Language:Greek
Published: 2015
Subjects:
Online Access:https://vsmart.lib.aegean.gr/webopac/FullBB.csp?WebAction=ShowFullBB&EncodedRequest=j*D0*04PC*7F*11K4*12*B3*2B*CA*C0*3Fs&Profile=Default&OpacLanguage=gre&NumberToRetrieve=50&StartValue=1&WebPageNr=1&SearchTerm1=2014%20.1.107136&SearchT1=&Index1=Keywordsbib&SearchMethod=Find_1&ItemNr=1
http://hdl.handle.net/11610/12134
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
_version_ 1828460479950880768
author Μποτονάκη, Γεωργία - Παύλος
author2 Καραχάλιος, Νικόλαος
author_facet Καραχάλιος, Νικόλαος
Μποτονάκη, Γεωργία - Παύλος
author_sort Μποτονάκη, Γεωργία - Παύλος
collection DSpace
description Πρώτον, συζητάμε αρκετές παρανοήσεις σχετικά με το μηχανισμό παραγωγής ηλεκτρικών παλμών των νευρώνων. Ο στόχος μας είναι να δώσουμε κίνητρα στον αναγνώστη να σκέφτεται για ένα νευρώνα, όχι μόνο στα πλαίσια ιόντων και καναλιών, όπως κάνουν πολλοί βιολόγοι, ούτε μόνο στα πλαίσια μιας σχέσης ερεθίσματος/αποτελέσματος, όπως πιστεύουν πολλοί θεωρητικοί, αλλά και ως ένα μη γραμμικό δυναμικό σύστημα που βλέπει την ενέργεια μέσα από το πρίσμα της ίδιας του της εσωτερικής δυναμικής. Θέτουμε ερωτήματα όπως “Τι πυροδοτεί ένα νευρώνα;” ή “Πού είναι το ξεκίνημα;”, και μετά περιγράφουμε την απάντηση, χρησιμοποιώντας τη γεωμετρική θεωρία των δυναμικών συστημάτων. Από την οπτική γωνία ενός δυναμικού συστήματος, οι νευρώνες είναι τόσο ευερέθιστοι επειδή είναι κοντά σε μία μετάβαση που ονομάζεται διακλάδωση από την αδράνεια στην παρατεταμένη δραστηριότητα των ηλεκτρικών παλμών. Ενώ υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός πιθανών ιοντικών μηχανισμών διεγερσιμότητας και παραγωγής ηλεκτρικών παλμών, υπάρχουν μόνο τέσσερις μηχανισμοί διακλάδωσης που μπορούν να οδηγήσουν σε μία τέτοιου είδους μετάβαση. Λαμβάνοντας υπόψιν τη γεωμετρία των φασικών πορτρέτων σε αυτές τις διακλαδώσεις, μπορούμε να καταλάβουμε πολλές υπολογιστικές ιδιότητες των νευρώνων, όπως η φύση της έναρξης και η στιγμιαία δημιουργία ηλεκτρικών παλμών, η συνύπαρξη αδρανών και ηλεκτρισμένων καταστάσεων, η απαρχή της λανθάνουσας κατάστασης των ηλεκτρικών παλμών, οι μετα-ανασταλτικοί ηλεκτρικοί παλμοί και ο μηχανισμός ενσωμάτωσης και συντονισμού. Επιπλέον, μπορούμε να καταλάβουμε πώς αλληλοσυνδέονται αυτές οι ιδιότητες, γιατί κάποιες είναι ισοδύναμες και γιατί κάποιες αλληλοαναιρούνται.ι.
id oai:hellanicus.lib.aegean.gr:11610-12134
institution Hellanicus
language Greek
publishDate 2015
record_format dspace
spelling oai:hellanicus.lib.aegean.gr:11610-121342020-11-23T13:45:58Z Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες Μποτονάκη, Γεωργία - Παύλος Καραχάλιος, Νικόλαος Νευρωσεις Δυναμικά συστήματα Μονοδιαστατα Ομοκλινης τροχιες Hodgkih-Huxley Nullclines Neurosciences--Mathematical models Πρώτον, συζητάμε αρκετές παρανοήσεις σχετικά με το μηχανισμό παραγωγής ηλεκτρικών παλμών των νευρώνων. Ο στόχος μας είναι να δώσουμε κίνητρα στον αναγνώστη να σκέφτεται για ένα νευρώνα, όχι μόνο στα πλαίσια ιόντων και καναλιών, όπως κάνουν πολλοί βιολόγοι, ούτε μόνο στα πλαίσια μιας σχέσης ερεθίσματος/αποτελέσματος, όπως πιστεύουν πολλοί θεωρητικοί, αλλά και ως ένα μη γραμμικό δυναμικό σύστημα που βλέπει την ενέργεια μέσα από το πρίσμα της ίδιας του της εσωτερικής δυναμικής. Θέτουμε ερωτήματα όπως “Τι πυροδοτεί ένα νευρώνα;” ή “Πού είναι το ξεκίνημα;”, και μετά περιγράφουμε την απάντηση, χρησιμοποιώντας τη γεωμετρική θεωρία των δυναμικών συστημάτων. Από την οπτική γωνία ενός δυναμικού συστήματος, οι νευρώνες είναι τόσο ευερέθιστοι επειδή είναι κοντά σε μία μετάβαση που ονομάζεται διακλάδωση από την αδράνεια στην παρατεταμένη δραστηριότητα των ηλεκτρικών παλμών. Ενώ υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός πιθανών ιοντικών μηχανισμών διεγερσιμότητας και παραγωγής ηλεκτρικών παλμών, υπάρχουν μόνο τέσσερις μηχανισμοί διακλάδωσης που μπορούν να οδηγήσουν σε μία τέτοιου είδους μετάβαση. Λαμβάνοντας υπόψιν τη γεωμετρία των φασικών πορτρέτων σε αυτές τις διακλαδώσεις, μπορούμε να καταλάβουμε πολλές υπολογιστικές ιδιότητες των νευρώνων, όπως η φύση της έναρξης και η στιγμιαία δημιουργία ηλεκτρικών παλμών, η συνύπαρξη αδρανών και ηλεκτρισμένων καταστάσεων, η απαρχή της λανθάνουσας κατάστασης των ηλεκτρικών παλμών, οι μετα-ανασταλτικοί ηλεκτρικοί παλμοί και ο μηχανισμός ενσωμάτωσης και συντονισμού. Επιπλέον, μπορούμε να καταλάβουμε πώς αλληλοσυνδέονται αυτές οι ιδιότητες, γιατί κάποιες είναι ισοδύναμες και γιατί κάποιες αλληλοαναιρούνται.ι. 2015-11-18T10:20:11Z 2015-11-18T10:20:11Z 2014 https://vsmart.lib.aegean.gr/webopac/FullBB.csp?WebAction=ShowFullBB&EncodedRequest=j*D0*04PC*7F*11K4*12*B3*2B*CA*C0*3Fs&Profile=Default&OpacLanguage=gre&NumberToRetrieve=50&StartValue=1&WebPageNr=1&SearchTerm1=2014%20.1.107136&SearchT1=&Index1=Keywordsbib&SearchMethod=Find_1&ItemNr=1 http://hdl.handle.net/11610/12134 el Σάμος
spellingShingle Νευρωσεις
Δυναμικά συστήματα
Μονοδιαστατα
Ομοκλινης τροχιες
Hodgkih-Huxley
Nullclines
Neurosciences--Mathematical models
Μποτονάκη, Γεωργία - Παύλος
Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
title Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
title_full Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
title_fullStr Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
title_full_unstemmed Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
title_short Μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
title_sort μαθηματική μοντελοποίηση στις νευροεπιστήμες
topic Νευρωσεις
Δυναμικά συστήματα
Μονοδιαστατα
Ομοκλινης τροχιες
Hodgkih-Huxley
Nullclines
Neurosciences--Mathematical models
url https://vsmart.lib.aegean.gr/webopac/FullBB.csp?WebAction=ShowFullBB&EncodedRequest=j*D0*04PC*7F*11K4*12*B3*2B*CA*C0*3Fs&Profile=Default&OpacLanguage=gre&NumberToRetrieve=50&StartValue=1&WebPageNr=1&SearchTerm1=2014%20.1.107136&SearchT1=&Index1=Keywordsbib&SearchMethod=Find_1&ItemNr=1
http://hdl.handle.net/11610/12134
work_keys_str_mv AT mpotonakēgeōrgiapaulos mathēmatikēmontelopoiēsēstisneuroepistēmes