The two-neuron model

The original model of the homeostatic regulation of sleep has a minimal structure consisting of two representative interacting neurons A and B, as depicted in Fig. 1. The neuron A simulates a representative neuron from the orexinergic neuronal population, while the neuron B represents a local glutamate interneuron (for details see [18]). The state of wakefulness or sleep is determined by the firing regime of neurons A and B, since these neurons are known to fire during wakefulness and be almost silent during sleep (see e.g. [22]).

Два-нейрон-модель

Исходная модель гомеостаза, регуляции сна имеет минимальную структуру, состоящую из двух представитель взаимодействующих нейронов A и B, как показано на рис. 1. Нейрон В имитирует представитель нейрона от orexinergic нейронов населения, в то время как нейрон B представляет локальный глутамат межнейронных (подробнее см. [18]). В состоянии бодрствования или сна определяется режим стрельбы нейронов A и B, поскольку эти нейроны, как известно, огонь во время бодрствования, так и быть практически бесшумным во время сна (см., например, [22]).

Figure 1.Scheme of the two-neuron model of the sleep-wake cycle[18].

The red arrow from the orexin-producing neuron A (red circle) to the neuron B (blue circle) represents the glutamate projection as well as the orexin projection regulating the homeostatic process. The blue arrow represents the glutamate projection. The neuron A is also acted upon by a periodic signal representing the effect of the circadian clock.

На рис. 1. Схема два-нейрон-модель цикла сон-бодрствование [18].
Красная стрелка от orexin-производство нейрон (красный круг) для нейрона B (синий кружок) представляет глутамат проекции, а также orexin проекции, регулирующих гомеостатический процесс. Голубая стрелка указывает глутамат проекции. Нейрон А также воздействовать на периодический сигнал представляет собой эффект суточного часы.

Interaction between the neurons A and B takes place through glutamate and orexin neurotransmitters, as detailed below. The neuron A is acted upon by a stimulus in pace with the circadian rhythm, here treated as a periodic external signal — a simplification justified by its independence from the homeostatic process [26]. The homeostatic process itself is described by an additional macroscopic variable simulating availability of orexin.

Dynamics of the neurons A and B are based on a Hodgkin-Huxley-type model [27]. The membrane potentials of the neurons A () and B () are thus calculated as:

Взаимодействие между нейронами A и B происходит через глутамата и orexin нейротрансмиттеров, как описано ниже. Нейрон является откликнулась толчок в ногу с циркадный ритм, здесь рассматривается как периодический внешний сигнал - упрощение оправдано свою независимость от гомеостатический процесс [26]. Гомеостатические сам процесс описывается с помощью дополнительного макроскопических переменных, имитирующих наличие orexin.

Динамики нейронов A и B основаны на Ходжкина-Хаксли-модели типа [27]. Мембранные потенциалы нейронов () и B (), таким образом, рассчитывается как:

Поиск по сайту: