Στην παρούσα εργασία μελετάμε τη μοντελοποίηση του υποθαλαμικού πυρήνα των βασικών γαγγλίων με χρήση του μαθηματικού νευρωνικού μοντέλου Izhikevich. Βάση της μελέτης μας αποτελούν μικροηλεκτροδιακές καταγραφές, που έχουν ληφθεί κατά τη διάρκεια νευροχειρουργικών επεμβάσεων εν τω βάθει εγκεφαλικής διέγερσης, για τη συμπτωματική θεραπεία της νόσου Πάρκινσον.
Θα ξεκινήσουμε με μια εισαγωγή στην φυσιολογία του νευρικού κυττάρου και στην ανατομία των βασικών γαγγλίων. Θα αναλύσουμε τα βασικά ποιοτικά μοντέλα που ερμηνεύουν τη συμμετοχή των τελευταίων σε κινητικές διεργασίες, αλλά και την εμπλοκή τους στη νόσο Πάρκινσον. Μετά από μια σύντομη αναφορά στη μέθοδο της εν τω βάθει διέγερσης και στις μικροηλεκτροδιακές καταγραφές, θα εστιάσουμε στα δυναμικά τοπικού πεδίου και στη νευροφυσιολογική σημασία τους.
Συνεχίζοντας, θα κάνουμε μια περιεκτική ανασκόπηση των βασικότερων μαθηματικών μοντέλων νευρώνων και ύστερα θα επικεντρωθούμε στον υποθαλαμικό πυρήνα, περιγράφοντας δύο πρόσφατα μοντέλα που έχουν κατασκευαστεί για την προσομοίωση των νευρώνων αυτού.
Έπειτα, θα περάσουμε στην περιγραφή του μοντέλου Izhikevich και στην τροποποίησή του για την αναπαραγωγή των χαρακτηριστικών του νευρώνα του υποθαλαμικού πυρήνα. Κατόπιν, θα αναλύσουμε τη μεθοδολογία που ακολουθήσαμε στην παρούσα υλοποίηση και τις βασικές θεωρήσεις της μοντελοποίησης μας. Θα ολοκληρώσουμε με την παρουσίαση των αποτελεσμάτων, το σχολιασμό αυτών και τις ιδέες για μελλοντική επέκταση της μεθόδου μας. / The main objective of this MSc thesis is the study of subthalamic nucleus, by using the Izhikevich neuron model. Microelectrode recordings, taken during deep brain stimulation operations for Parkinson’s disease, have been used for that purpose.
In chapters 1-2, there is an introduction to the physiology of the neuron and the basal ganglia anatomy. In the two following chapters, we are analyzing the basic qualitative models that describe the involvement of the basal ganglia in movements and the pathophysiology of Parkinson’s disease. We are briefly discussing the method of deep brain stimulation, microelectrode recordings processing and the extraction of local field potentials.
In chapter 5, the basic mathematical neuron models are discussed. We are focusing on the subthalamic nucleus and we are describing two recently developed mathematical models of the subthalamic neuron.
In chapter 6, we are outlining Izhikevich neuron model and its modification in order to describe the subthalamic neuron. In addition, we are analyzing the methodology developed for the implementation of the modeling process and our basic considerations. In chapter 7, the results of the simulation are presented and discussed, so that our conclusions provide ideas for further research.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/3955 |
| Date | 27 December 2010 |
| Creators | Παπαμιχάλης, Βασίλειος |
| Contributors | Νικήτα, Κωνσταντίνα, Papamichalis, Vasileios, Νικήτα, Κωνσταντίνα, Κουτσούρης, Δημήτριος, Ουζούνογλου, Νικόλαος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0023 seconds