Временная динамика локальной синхронизации активности нейронов различных классов в первичной зрительной коре мозга кошки

• Автор: Ищенко, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ЛОКАЛЬНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ НЕЙРОННОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРВИЧНОЙ ЗРИТЕЛЬНОЙ КОРЕ МОЗГА

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Структурная и функциональная организация

первичной зрительной коры мозга кошки

1.1.1 Основные типы клеток первичной зрительной коры.

Ламинарное распределение различных типов нейронов

стриарной коры мозга кошки

1.1.2 Организация локальных и интерламинарных
возбудительных связей
1.1.3 Тормозные интернейроны в зрительной коре кошки: подтипы, локализация, колончатая и ламинарная организация
тормозных взаимодействий с возбудительными нейронами
1.1.4 Электрофизиологические свойства нейронов
зрительной коры мозга кошки
1.2 Синхронизация активности нейронов в процессе зрительного
восприятия
1.2.1 Нейронные ансамбли. Нейронная
синхрония в кортикальных сетях
1.2.2 Проблема объединения (binding) и ее решение посредством нейронной синхронии
в высокочастотном диапазоне

1.2.3 Механизмы синхронизации активности нейронов
с близким к нулю фазовым сдвигом
1.2.4 Шумовые процессы в ЦНС. Влияние шумовых
процессов на активность нейронов
Заключение и постановка проблемы исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Электрофизиологический эксперимент
2.1.1 Подготовка животных
2.1.2 Постановка эксперимента: внеклеточная регистрация
нейронной активности, зрительная стимуляция
2.1.3 Анализ экспериментальных данных
2.2 Модельное исследование
2.2.1 Структура исследовательской модели
2.2.2 Модель нейрона и синапса
2.2.3 Подбор внутренних параметров нейрона
и проведение вычислительных тестов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ЛОКАЛЬНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ НЕЙРОННОЙ АКТИВНОСТИ В ПЕРВИЧНОЙ
ЗРИТЕЛЬНОЙ КОРЕ МОЗГА КОШКИ
3.1 Распределение нейронов по длительности
спайка (импульса)
3.2 Временная динамика распределения

межимпульсных интервалов. Дискриминантный анализ
активности нейронов различных типов
3.3 Ритмический характер активности нейронов
3.4 Ориентационная избирательность
зарегистрированных нейронов зрительной коры
3.5 Синхронизация активности нейронов.
Особенности возникновения синхронизации
3.6 Активность нейронов различных типов
в условиях шумового воздействия
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ансамбля, окруженной зоной заторможенных и нереагирующих нейронов. При этом, нейронный ансамбль, согласно [Коган, 1979], активируется следующим образом: сигналы, поступающие по первичным специфическим и
неспецифическим афферентам, активируют вначале обширную зону, вовлекая в процесс возбуждения группу нейронных ансамблей, более дробная конфигурация нейронных группировок в зоне диаметром 100—150 мкм формируется под влиянием вторичных афферентных волокон, несущих сигналы внутрицентрального взаимодействия. Из множества элементарных нейронных ансамблей образуется центральная мозаика активности, определяющая постоянно меняющийся «узор» возбуждения и торможения в нервном центре. При этом, согласно [Коган, 1964], участие нейронов в элементарном нейронном ансамбле является вероятностным процессом. Однако, данная концепция формирования нейронных ансамблей, несмотря на частичное подтверждение, электрофизиологическими и модельными экспериментами, в настоящее время не является общепризнанной
Также, идея о том, каким образом нейроны могут быть организованы в нейронном ансамбле была выдвинута в исследовании [Singer et al., 1997]. В работе [Singer et al., 1997] были предложены три возможных параметра, по которым ответы нейронов, могут быть определены как связанные, а данные нейроны, как клетки, образующие динамический нейронный ансамбль. Во-первых, скорость ответов нейронов, не связанных между собой, может быть меньше относительно скорости реакций нейронов ансамбля, во-вторых, характерной чертой нейронного ансамбля может являться то, что нейроны ансамбля способны синхронизировать свою активность с фазовой задержкой в миллисекундном временном интервале (локальная синхронизация). Также, согласно [Singer et al., 1997], отличительной чертой ансамблевого кодирования является динамичность, то есть избирательно настроенные нейроны могут быть объединены в разнообразные констелляции внутри разных ансамблей (Рисунок