G-CSC Goethe-Center for Scientific Computing der Universität

G-CSC Goethe-Center for Scientific Computing der Universität Frankfurt
3. Übung zur Vorlesung
Computational Neuroscience
(WS 2011/12)
Prof. Dr. G. Queisser
Susanne Höllbacher
Abgabe: Donnerstag, 22.12.2011, 10:15 Uhr
Das NEURON-Simulations-package
Mit Hilfe des tools NEURON lassen sich compartment-model Neuronen simulieren. Durch
Lösen der Kabelgleichung auf der diskretisierten Kompartment-Geometrie einer Zelle
bzw. eines gesamten Netzwerkes ist es damit möglich im Gegensatz zu dem integrateand-fire Modell auch die räumliche Komponente der Signalübertragung als Parameter
zu modellieren.
Die räumliche Auflösung ermöglicht es nun, für jedes Kompartment die physiologischen
Eigenschaften (passive Eigenschaften vs. HH-Konduktivitäten) der Membran ortsabhängig zu definieren und so das Input- und Output-Verhalten genauer zu untersuchen. Durch
unterschiedliche Geometrien des dendritischen Baums und der Lage der Synapsen kann
ebenfalls das Input-Verhalten des Neurons spezifiziert werden.
Eignen Sie sich mit Hilfe des Tutorials A-C (und gegebenenfalls der zusätzlichen PDFDokumente, den Link dazu finden Sie auf der Homepage) die wichtigsten Befehle des
tools an und untersuchen Sie zunächst mit einfachen Simulationen den Zusammenhang
zwischen den unterschiedlichen Parametern und des resultierenden Signalverhaltens.
Erstellen Sie schließlich ein kleines Netzwerk von Neuronen und einen entsprechenden
Simulationsablauf. (Anhand dessen können Sie z.B. auch die im Rahmen des integrateand-fire Modells bisher explizit einimplementierten features wie Koinzidenz-Detektion,
Refrktärphase oder spike-rate-adaption biologisch realistisch einbauen und untersuchen.)
Sie können sich zur Bearbeitung in 3-4er Gruppen zusammentun. Die von Ihnen erstellten Netzwerksimulationen sollen dann innerhalb der Übung gemeinsam vorgestellt
werden.
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