Математичне моделювання синаптичної передачі між гангліозними клітинами сітківки та нейронами верхнього чотиригорбикового тіла
Надіслано: stanislawbeh 09 червня 2021

Дипломна робота на тему: "Математичне моделювання синаптичної передачі між гангліозними клітинами сітківки та нейронами верхнього чотиригорбикового тіла."

виконав: студент 6 курсу, групи ФФ-91мн Кришталь Анна Олександрівна

керівник: ст.н.с. відділу «Фізіології нейронних мереж» Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, к.б.н., Думанська Г. В.

Рецензент: н.с. відділу «Фізіології нейронних мереж» Інституту фізіології ім. О.О.
Богомольця НАН України, к.б.н., Телька Марія Василівна

Реферат

Робота на здобуття ступеня магістра складається зі вступу, огляду літературних даних, опису матеріалів та методів дослідження, викладення результатів дослідження, висновків та списку використаних джерел (46).

Пояснювальна записка дипломної роботи за обсягом становить 80 сторінок, з них
основної частини – 68 сторінок, містить 23 рисунка.

Темою роботи була обране математичне моделювання синаптичної передачі між гангліозними клітинами сітківки (ГКС) та нейронами верхнього чотиригорбикового тіла (ВЧТ).

Актуальність теми. В наш час існує широкий спектр патологій, пов’язаних з дефектами синаптичної передачі в перших реле у шляхах аферентних зорових сигналів. А саме: проблеми з відтворенням адекватної картини простору, узгодженням рухів тіла та очей, а також синдром дефіциту уваги, дислексія і навіть аутизм.

Само тому вивчення цього типу нейропередачі є вкрай важливим для складання анамнезу та пошуку методів боротьби з цими захворюваннями.

Об’єктом досліджень стала математична модель первинна кокультура
дисоційованих клітин сітківки та нейронів ВЧТ.

Предметами досліджень слугували властивості нейропередачі між ГКС та
нейронами ВЧТ.

Метою роботи було створення адекватної моделі синаптичної передачі між гангліозними клітинами сітківки та нейронами верхнього чотиригорбикового тіла в умовах сумісного культивування in vitro. Для досягнення мети були поставлені наступні задачі:

  1. Вивчити характеристики синаптичної передачі та розглянути існуючі
    моделі.
  2. Обрати адекватну модель та адаптувати її для даного типу синаптичного зв’язку.
  3. Провести чисельну оцінку в середовищі програмування мови Python та створити відповідну комп’ютерну модель короткочасної синаптичної пластичності (КТП) між ГКС та нейронами ВЧТ.
  4. Провести комп’ютерне моделювання для опису ймовірностей перебування у клітини у певному стані під час проходження потенціалу дії.
  5. Оцінити доречність та правомірність отриманих результатів.

Для виконання поставлених задач були використані такі методи: методи статистичного аналізу результатів досліджень за допомогою мови програмування Python 3.9.5 в середовищі Jupyter Notebook.

У результаті виконання роботи були отримані наступні результати:

  1. Обрано модель яка описує як динамічні так і статистичні характеристики синаптичної передачі.
  2. Проведено адаптацію обраної моделі КТП Цодикса-Маркрама у поєднанні з біноміальним вивільненням нейротрансмітера для випадку досліджуваної кокультури.
  3. За допомогою мови програмування Python створено відповідну комп'ютерну модель.
  4. Прослідковано динамічну поведінку ймовірностей станів під час синаптичної передачі між ГКС та нейронами ВЧТ.
  5. Підтверджено адекватність запропонованої моделі синаптичної передачі та її програмної реалізації.

Ключові слова:

верхнє чотиригорбикове тіло, гангліозні клітини сітківки,
короткочасна пластичність, синаптична передача

Повний текст дисертації (pdf)