Моделирование рефлекторной дуги

Тема исследования: Построение графической компьютерной модели, демонстрирующей проведение нервного возбуждения по рефлекторной дуге с помощью имитационной компьютерной программы «Импульсация-Т».

Начальные параметры квазинейронов – элементов рефлекторной дуги:

1. Амплитуда ВПСП: +4 мВ.
2. Длительность ВПСП: __ мс.
3. Имеется способность к суммации (временной и пространственной) для подпороговых ВПСП.
4. Порог срабатывания квазинейрона (критический уровень деполяризации): -50мВ.
5. Потенциал покоя квазинейрона: -70мВ.

Регистрируемые параметры

Оформите результаты наблюдения за поведением каждой модели рефлекторной дуги в виде таблицы. В столбцах: наблюдаемые квазинейроны (количество срабатываний). В строках: интервалы наблюдений (количество срабатываний). Для каждого интервала частот, т.е. для низкой, средней и высокой частоты сделайте отдельную таблицу.

1) Количество стимулов (количество срабатываний) раздражителя: для низкой, средней и высокой частоты.
2) Количество импульсов (количество срабатываний) рецептора.
3) Количество импульсов (количество срабатываний) для каждого последующего элемента дуги.
4) Длительность наблюдений в эксперименте.
До 1 минуты интервал: регистрации - каждые 10 с.
После 1 минуты наблюдения интервал: регистрации - каждую минуту.
После 5 минут наблюдения интервал: регистрации - каждые 5 минут.

Общая длительность наблюдения: 30 минут, 60 минут, 90 минут.

Отчетность

1. Принтскрин для всех своих удачных моделей.
2. Копирование всех своих удачных моделей на флеш-карту.
3. Таблица эксперимента (наблюдения за поведением) для каждой модели.
4. Составить описание для каждой удачной модели с указанием её особенностей, достоинств. недостатков и значения для понимания движения возбуждения по нервной системе.

Компоненты элементарной рефлекторной дуги, представленные квазинейронами:

Раздражитель - Рецептор - Афферентный нейрон - Вставочный нейрон - Эфферентный нейрон - Эффектор (исполнительный орган).

Задание по моделированию движения возбуждения по рефлекторной дуге

Первый этап

1. Построить начальную модель элементарной рефлекторной дуги, состоящей из 6 элементов в виде простой последовательной нервной цепи.
2. Зарегистрировать показатели движения нервного возбуждения по данной дуге при различных частотах раздражения. Использовать низкие, средние и высокие частоты раздражения.

Второй этап

1. Применить способ дивергенции-конвергенции возбуждения для обеспечения движения возбуждения по всему рефлекторному пути. Зарегистрировать показатели движения возбуждения по дуге при низких, средних и высоких частотах раздражения.
2. Применить способ пластической перестройки синаптических контактов, приводящий к их усилению для обеспечения движения возбуждения по всему рефлекторному пути. Зарегистрировать показатели движения возбуждения по дуге при низких, средних и высоких частотах раздражения.
3. Применить способ "пейсмейкерного подбадривания" элементов рефлекторной дуги для обеспечения движения возбуждения по всему рефлекторному пути. Зарегистрировать показатели движения возбуждения по дуге при низких, средних и высоких частотах раздражения.
4. Предложить другой способ, кроме перечисленных, для обеспечения движения нервного возбуждения по рефлекторному пути. (Например, в виде нейронных ансамблей или введения положительных обратных связей).

Хорошее дизайнерское решение повышает достоинства вашей графической модели.

Третий этап

Найти в доступных источниках различные схемы более сложных рефлекторных дуг и промоделировать их по тем же алгоритмам, которые применяли для моделирования элементарной рефлекторной дуги.

Источники:

Сазонов В.Ф., Сазонов И.В., Вьяль Д.В. Нейрофизиологические постулаты для компьютерного моделирования пластичности нервной системы // Нейрокомпьютеры: разработка, применение» 2014. №7, С. 46-52.