Устройство для моделирования нейрона

(19) ( 5 06 а 7 60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТИУ А ВТОРСКОМУ ОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 963003, кл, С 06 О 7/60, 981.(57) Изобретение относится к медтехнике и может быть использовано в бионике и при исследовании механизмов памяти. Цель изобретения - повышениедостоверности моделирования за счетвоспроизведения процессов антидромного возбуждения нейрона собственнымаксонным спайком, отраженным от неоднородности геометрического и физического характера. Поставленная цельдостигается за счет введения второго 8 и третьего 11 сумматоров и элементов 12 задержки. Введение вьппеназванных элементов позволяет воспроизвести механизмы памяти на аксосоматическом, уровне., не связанные с синаптическими перестройками и обладающие малой инертностью. 1 ил .изобретение относится к медтехнике и может быть использовано в бионикеи при исследовании механизмов памяти,Цель изобретения - повышение достоверности моделирования за счет воспроизведения процессов антидромноговозбуждения нейрона собственным аксонным спайком, отраженным от неоднородностей аксона геометрического и 10Физического характера.На чертеже изображена Функциональная схема устройства для моделирова"ния нейрона.Устройство содержит блоки 1 моделирования синапсов, состоящие из последовательно соединенных согласующих элементов 2, элементов 3 задерж.ки, масштабирующих резистивных эле ментов 4, аддитивный сумма 1 тор 5, 20блок 6 моделирования вызванных постсинаптических потенциалов третийсумматор 7, элемент 8 сравнения, блок9 задания порога, формирователь 10 им- опульсов, второй сумматор 11, элементы 12 задержки.Устройство для моделирования нейрона работает, следующим образом,На входы блоков 1 моделированйя, синапсов, которыми являются входы 30согласующих элементов 2, подаются1 входные последовательности спайков,, задерживаемых на время синаптической.задержки ,в элементах 3 задержки ипреобразуемых по амплитуде и знакурезистивными элементамив соот 6ветствии с весом и типом каждогосинапса. Аддитивный сумматор 5 осуществляет пространетвенно-временную,алгебраическую суммацию этих 40сигналов и суммарный сигнал, преобразованный в блоке 6 моделирования в вызванные постсинаптическиепотенциалы (ВПСП), подается черезтретий сумматор 7 на первый вход эле мента 8 сравнения, где происходитсравнивание его с .начальной величиной порога с блока 9 задания порога,величина которого зависит от состояния выхода элемента 8 сравнения иминимальна в исходном состоянии.Припревышении порога суммарным сигналомна выходе элемента 8 сравнения появляется напряжение и Формирователь 10импульсов вырабатывает импульс, являющийся выходным спайком, поступающий через второй сумматор 11 на блок6 ВПСП и сбрасывающий предыдущий.потенциал. Одновременно он поступает на линейку последовательно соединенных элементов 12 задержки и появляется на выходе каждого через время Г задержки каждого элемента и с уменьшенной амплитудой в соответствии с коэффициентами затухания К элементов 12 задержкиЭти импульсы в таком виде поступают на входы второго сумматора 11 последовательно во времени, один за другим через время с и с выхода его на управляющий вход блока 6 ВПСП, разряжая его конденсатор и сбрасывая тем самым потенциал.Элементы 12 задержки таким образом моделируют неоднородности аксона, удаленные от триггерной зоны; на расстояние, отражающееся в величине Ги К каждого элемента 12 задержки, а импульсы с их выходов, соответствуют отраженным от неоднородностей антидромным спайкам, поступающим обратно в сторону сомы нейрона и попадающим вновь в триггерную зону аксонного холмика, Тем самым как бы моделируют геометрические и физические характеристики аксона и воспроизводят состояние порога возбудимости нейрона. Го.мере дальнейших разрядов нейрона порогэлемента 8 сравнения, задаваемый с блока 9 задания порога, повышается и процесс циркуляции .спайков прекращается. Если же уровень стимуляции нейрона велик и конденсатор блока 6 ВПСП успевает зарядиться до превышающего величину порога напряжения, может произойти генерация спайка в промежутке между выходными спайками, возникающими под действием антидромного возбуждения, что усложняет картину и влечет за собой возникновение дополнительных вложенных циклов генерации спайков. Формула изобретения Устройство для моделирования нейрона, содержащее блоки моделирования синапсов, состоящие из последовательно соединенных согласующих элементов, элементов задержки и резистивных элементов, выходы которых являются выходами блоков моделирования синапсов и подключены к входам аддитивного сумматора, выход которого соединен через блок моделирования вызванных постсинаптических потенци. алов с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу блока задания порога,вход которого соединен с выходомэлемента сравнения, который подключен к входу Формирователя импульса,выход которого является выходомустройства, о т л и ч а ю ц е е с ятем, что с целью повышения достоверности моделирования путем воспро.изведения процессов антидромноговозбуждения нейрона собственным аксонным спайком, в него введенывторой и третий сумматоры и элементы задержки, соеднненнке последовательно, вход первого элемента задержки соединен с выходом формирователя впчнульсов и подключен к первому входу второго сумматора, а выход каждого элемента зядерллк сое"динен с соответствующим входом Вто -рого сумматора, выход которого соединен с управлявшим входом блокамоделирования, вызваннь;х постсина 1- -тических потея;.валов и с первымвхолом третьего суматора.,Состав н.=-.ъ -",-. 0 апко Редактор М, Бланар е-,.:,: - .:Г. 0 л йнь;