НЕЙРОМОДУЛЯЦИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ НЕЙРОННЫМИ АНСАМБЛЯМИ
| Jazyk: | ruština |
|---|---|
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| DOI: | 10.25728/pu.2021.2.7 |
| Popis: | Описаны и реализованы механизмы управления ритмами нейронных ансамблей с помощью эффекта нейромодуляции. Кратко изложены биологические механизмы нейромодуляции и выделены аспекты, позволяющие осуществлять управление паттернами активности взаимосвязанных нейронов, образующих ансамбли. Под нейромодуляцией в предложенной модели понимается изменение внутренних свойств нейрона, отвечающих за чувствительность к возбуждающим и тормозным воздействиям и, соответственно, за его активность. Это изменение происходит под действием определенных нейротрансмиттеров (модуляторов), которые таким образом оказывают косвенное влияние на электрическую активность чувствительных к ним нейронов. Для реализации этого механизма управления, свойственного живым организмам, была изменена и дополнена асинхронная дискретная модель химических взаимодействий биологических нейронов в малых нейронный сетях. Ключевой эффект нейромодуляции заключается в осуществлении быстрой функциональной перестройки нейронных сетей без изменения их структурных свойств. Паттерны активности изменяются не с помощью затратных изменений связей между нейронами, а посредством изменения химического окружения нейронов в ансамбле. Формализован механизм нейромодуляции. Выполнена программная реализация новой модели и проведен ряд вычислительных экспериментов по изменению походки гексаподов. Control mechanisms for the rhythms of neural ensembles based on the neuromodulation effect are described and implemented. The biological mechanisms of neuromodulation are briefly outlined, and some aspects are highlighted to control the patterns of activity of interconnected neurons forming ensembles. Within the suggested model, neuromodulation is a change in the neuron’s properties responsible for its sensitivity to excitatory and inhibitory impacts (and, therefore, for its activity). This change is initiated by certain neurotransmitters (modulators), which indirectly influence the electrical activity of all neurons sensitive to them. The asynchronous discrete chemical interaction model of biological neurons in small neural networks is modified and extended to implement this control mechanism inherent in living organisms. The key effect of neuromodulation is the rapid functional reorganization of neural networks without changing their structural properties. Activity patterns are changed not via costly changes in the connections between neurons but by changing the chemical environment of the ensemble’s neurons. The mechanism of neuromodulation is formalized. The new model is implemented in software, and several computational experiments are performed to change the gait of hexapods. Проблемы управления, Выпуск 2 2021, Pages 76-84 |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|