Введение
1 Методика вычислительного эксперимента 24
1.1 Параллельные вычисления на графических процессорных устройствах 24
1.1.1 Технология CUDA 24
1.1.2 Реализация метода интегрирования 26
1.1.3 Особенности генерации шума 27
1.2 Моделирование двумерных активных сред 28
1.2.1 Математическая модель пространственно неоднородной активной среды 28
2 Детерминированная и индуцированная шумом динамика модели одиночного нейрона в интерстициальной среде 33
2.1 Авторегуляция активности и индуцированные шумом режимы в модели серо тонинергического нейрона 34
2.1.1 Функциональная модель серотонинергического нейрона 34
2.1.2 Возбудимый элемент: резонаторы и интеграторы 34
2.1.3 Слабый деполяризующий ток ионов натрия 36
2.1.4 Баланс серотонина в межклеточном пространстве 36
2.1.5 Синапс 36
2.1.6 Функциональная модель серотонин-генерирующего нейрона 37
2.1.7 Автономная и неавтономная динамика модели 37
2.1.8 Спонтанная активность 38
2.1.9 Отклик на стимул в виде пачки импульсов 42
2.1.10 Отклик на стимул в виде флуктуации приложенного тока 45
2.1.11 Авторегуляция частоты спонтанной активности 47
2.2 Минималистичная модель взаимодействия нейрона и внеклеточной среды 50
2.2.1 Генерация в результате самоподдерживающейся деполяризации после воздействия стимула 51
2.3 Выводы по главе 55
3 Волновые паттерны активности в моделях нейронных ансамблей с интерстициально-опосредованным взаимодействием
3.1 Пространственно упорядоченный отклик в малом ансамбле встроенных в среду нейронов 60
3.2 Индуцированные шумом волны повторного возбуждения 63
3.3 Модель распространяющейся кортикальной депрессии 67
3.3.1 Описание модели 67
3.3.2 Локальная динамика 71
3.3.3 Пространственные связи в модели 73
3.3.4 Паттерн развития РКД 74
3.3.5 Сложные паттерны распространяющейся деполяризции 76
3.3.6 Обсуждение механизмов 79
3.4 Обсуждение результатов и выводы по главе 84
4 Роль полоясительных обратных связей в динамике феноменологических моделей нейросистем 88
4.1 Цикл сна-бодрствования 89
4.1.1 Описание модели 89
4.1.2 Экспериментальный протокол Цейслера (1990) 92
4.1.3 Реализация протокола в модели 93
4.1.4 Результаты 96
4.1.5 Подстройка параметров 97
4.1.6 Моделирование экспериментального протокола 99
4.1.7 Модельные прогнозы 103
4.1.8 Динамика модели при различных значениях параметров 109
4.2 Функциональная модель аффективных расстройств 112
4.2.1 Математическая модель 113
4.2.2 Результаты: сопоставление с экспериментальными данными 116
4.2.3 Результаты: реакция на кратковременный стимул 120
4.2.4 Результаты: индуцированная шумом эволюция потенциала 123
4.3 Обсуждение результатов и выводы по главе 124
Заключение 130
Список литературы
