Математическое моделирование нейрон-глиальных сетей мозга
Руководитель группы – д.ф.-м.н. В. Б. Казанцев.
Ключевые сотрудники – к.ф.-м.н. С. В. Стасенко, к.ф.-м.н. Е. В. Панкратова.
План работ
2022
Ожидаемые результаты научных исследований
На основе результатов предыдущих этапов будет разработана сетевая модель нейронной сети, воспроизводящая функциональные состояния (обработку информации, память и т.д.) под воздействием внесинаптических механизмов регуляции. Будет исследована роль механизмов внесинаптической передачи в нейрон-астроцитарных сетях при реализации информационных функций мозга. Будет разработана модель нейрон-астроцитарной сети для задач распознавания цветных изображений. Известно, что амплитуда активации астроцитов градуально зависит от активности нейронной сети и, соответственно, позволяет астроцитам регулировать синаптическую передачу на разных масштабах. Данный механизм будет включен в разрабатываемую сетевую модель и позволит реализовать принцип частотного кодирования сетевой сигнализации.
Планируется публикация не менее 1 статьи в журнале, индексируемом в WoS (Q1 или Q2), представление результатов на не менее 1-ой международной конференции с участием молодых исследователей.(В. Б.Казанцев, ННГУ)
2023
Ожидаемые результаты научных исследований
На основе результатов предыдущих этапов в модели спайковой нейронной сети с астроцитами будет реализована ассоциативная память. В разработанную на предыдущих этапах модель нейрон-астроцитарной сети будет добавлено Хэббовское обучение. Будет исследовано взаимодействие двух эффектов: астроцитарной модуляции синаптической передачи и долговременной пластичности в процессах формирования памяти в нейронной сети. Будет исследовано влияние временной пространственной связи, индуцированной астроцитами, на характеристики ассоциативного обучения нейронной сети.
Планируется публикация не менее 1 статьи в журнале, индексируемом в WoS (Q1 или Q2), представление результатов на не менее 1-ой международной конференции с участием молодых исследователей. (В. Б.Казанцев, ННГУ)
2024
Ожидаемые результаты научных исследований
Будет выявлены основные управляющие параметры и характеристики функциональных состояний нейронной сети под воздействием внесинаптически механизмов регуляции нейронной активности. Будет построена биофизически детализированная модель спайковой нейронной сети, имеющей синаптические контакты, находящиеся под влиянием различных нейроактивных веществ. Рассмотрение полной детализированной модели нейронной сети, учитывающей синаптические и внесинаптические факторы (глиапередатчик, молекулы внеклеточного матрикса мозга) позволит изучить динамику формирования паттернов активности связанных нейронных генераторов на разных временных масштабах (от секунд до минут и часов). Также возможные наблюдаемые динамические режимы в подобных системах позволят объяснить формирование различных ритмов активности нейронных сетей и описать роль модуляторов в механизмах формирования памяти.
Планируется публикация не менее 1 статьи в журнале, индексируемом в WoS (Q1 или Q2), представление результатов на не менее 1-ой международной конференции с участием молодых исследователей. (В. Б.Казанцев, ННГУ)