Русская версия English version   
Том 15   Выпуск 2   Год 2020
Моделирование пик-волновых разрядов в мозге малыми сетями нейроосцилляторов

Капустников А. А.1,2, Сысоева М. В.1,3, Сысоев И. В.1,2

1Саратовский филиал Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова РАН, Саратов, Россия
2Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
3Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А., Саратов, Россия

Аннотация. Патология архитектуры связей в таламо-кортикальной системе считается основною причиной абсансной эпилепсии, проявляющейся на электроэнцефалограмме в виде пик-волновых разрядов. Непосредственной причиной начала разряда могут быть увеличение взаимодействий внутри коры или внешняя стимуляция коры или таламуса. При этом механизмы завершения разрядов до сих пор не ясны, поэтому с точки зрения теории динамических систем пик-волновой разряд можно считать длинным переходным процессом. В данной работе предлагается простая математическая модель из 14 идентичных модельных нейронов типа ФитцХью – Нагумо, организованных в соответствии с современными представлениями о таламо-кортикальной сети мозга. Для этой модели показано, что исключительно за счёт структуры связей возможно получить длинные переходные процессы в ответ на кратковременное импульсное воздействие со стороны отдельного нейрона, моделирующего тройничный нерв. Бифуркационный анализ показывает, что такие переходные процессы развиваются в системе в окрестности бифуркации рождения цикла из сгущения фазовых траекторий. Модель должна быть полезна в качестве составной части более детальных моделей таламо-кортикальной системы, создаваемых с фундаментальными целями, а также использующихся для тестирования эффектов электрической стимуляции мозга, фармакологических воздействий и для тестирования методов оценки связанности в мозге.

Ключевые слова: абсансная эпилепсия, пик-волновые разряды, таламо-кортикальная система, нейронные ансамбли, динамические системы, переходной процесс, математическое моделирование.

Благодарности. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант №19-72-10030.

Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2020;15(2):138-147
doi: 10.17537/2020.15.138
опубликована на рус. яз.

Аннотация (рус.)
Аннотация (англ.)
Полный текст (рус., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2022