| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Iskanje po katalogu digitalne knjižnice Pomoč

Iskalni niz: išči po
išči po
išči po
išči po
* po starem in bolonjskem študiju

Opcije:
  Ponastavi


1 - 2 / 2
Na začetekNa prejšnjo stran1Na naslednjo stranNa konec
1.
Interlayer connectivity affects the coherence resonance and population activity patterns in two-layered networks of excitatory and inhibitory neurons
David Ristič, Marko Gosak, 2022, izvirni znanstveni članek

Opis: The firing patterns of neuronal populations often exhibit emergent collective oscillations, which can display substantial regularity even though the dynamics of individual elements is very stochastic. One of the many phenomena that is often studied in this context is coherence resonance, where additional noise leads to improved regularity of spiking activity in neurons. In this work, we investigate how the coherence resonance phenomenon manifests itself in populations of excitatory and inhibitory neurons. In our simulations, we use the coupled FitzHugh-Nagumo oscillators in the excitable regime and in the presence of neuronal noise. Formally, our model is based on the concept of a two-layered network, where one layer contains inhibitory neurons, the other excitatory neurons, and the interlayer connections represent heterotypic interactions. The neuronal activity is simulated in realistic coupling schemes in which neurons within each layer are connected with undirected connections, whereas neurons of different types are connected with directed interlayer connections. In this setting, we investigate how different neurophysiological determinants affect the coherence resonance. Specifically, we focus on the proportion of inhibitory neurons, the proportion of excitatory interlayer axons, and the architecture of interlayer connections between inhibitory and excitatory neurons. Our results reveal that the regularity of simulated neural activity can be increased by a stronger damping of the excitatory layer. This can be accomplished with a higher proportion of inhibitory neurons, a higher fraction of inhibitory interlayer axons, a stronger coupling between inhibitory axons, or by a heterogeneous configuration of interlayer connections. Our approach of modeling multilayered neuronal networks in combination with stochastic dynamics offers a novel perspective on how the neural architecture can affect neural information processing and provide possible applications in designing networks of artificial neural circuits to optimize their function via noise-induced phenomena.
Ključne besede: neuronal dynamics, coherence resonance, excitatory neurons, inhibitory neurons, neural network, multilayer network, interlayer connectivity
Objavljeno v DKUM: 20.12.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 4
.pdf Celotno besedilo (6,72 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

2.
Koherenčna resonanca v dvoplastnih mrežah ekscitatornih in inhibitornih nevronov
David Ristič, 2021, magistrsko delo

Opis: Sinhrono delovanje nevronov je ključnega pomena za mnoge možganske procese in se preučuje tudi v povezavi z nevrološkimi boleznimi. Eden izmed pojavov, ki se v kontekstu sinhronizacije pogosto proučuje, je koherenčna resonanca. Za ta nelinearen pojav je značilno, da dodan šum privede do izboljšane urejenosti impulzov v nevronih. V magistrski nalogi preučujemo pojav koherenčne resonance v populaciji ekscitatornih in inhibitornih nevronov. Za opis dinamike posameznega nevrona uporabimo modificirano Fitz-Hugh Nagumo enačbo z dodatnimi sklopitvenimi členi. Formalno naš model kolektivne nevronske dinamike temelji na konceptu dvoplastne mreže, kjer eno plast predstavljajo inhibitorni nevroni, drugo ekscitatorni, povezave med plastema pa simulirajo heterologne interakcije med njimi. Pare nevronov med seboj povežemo z dvema vrstama mrež. Nevrone istega tipa povežemo znotraj plasti z neusmerjenimi povezavami po načelu modela naključne geometrične mreže, medtem ko nevrone različnih tipov povezujemo z usmerjenimi povezavami, in sicer po načelu prostorsko vpetega modela mreže, ki temelji na pripisanih pomembnostih vozlov. Urejenost simulirane nevronske aktivnosti merimo z avtokorelacijsko funkcijo in korelacijskim časom. S tem modelom raziščemo območja parametrov, pri katerih se v sistemu manifestira koherenčna resonanca in raziščemo, kako različne kombinacije parametrov vplivajo na njeno stabilnost in naravo. Osredinimo se na parametre mreže medplastnih povezav med inhibitornimi in ekscitatornimi nevroni, na deleža inhibitornih nevronov in ekscitatornih aksonov v medplastni mreži ter na vlogo jakosti povezav med ekscitatornimi in inhibitornimi nevroni. Izkaže se, da pri večini parametrov obstajajo mejne vrednosti, ki omejujejo stabilno območje s koherenčno resonanco. Pokažemo, da lahko koherenco sistema povečamo z večjim dušenjem ekscitatorne plasti. To lahko dosežemo z večjim deležem inhibitornih nevronov, večjim deležem inhibitornih aksonov med plastema ali z večjo jakostjo sklopitve inhibitornih aksonov. Prav tako ugotovimo, da za največjo regularnost kolektivnega odziva nevronske mreže obstaja optimalna konfiguracija mreže, ki preferira povezave med bližnjimi nevroni s pravo mero daljnosežnih povezav. Tipično so optimalni parametri mreže blizu mejnih vrednosti parametrov, pri katerih je sistem še stabilen.
Ključne besede: ekscitatorni nevroni, inhibitorni nevroni, dvoplastna mreža, topologija, koherenčna resonanca, karakteristični korelacijski čas
Objavljeno v DKUM: 22.07.2021; Ogledov: 929; Prenosov: 98
.pdf Celotno besedilo (4,21 MB)

Iskanje izvedeno v 0.02 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici