Arkaplan sinaptik bombardımanın morris-lecar Tip-I nöronların zayıf sinyal kodlama performansına etkileri

Sinir sisteminde sinyal işleme, kodlama ve iletimi oldukça karmaşıktır ve nöronal ortamın çevresel şartlarına büyük ölçüde bağlıdır. Ayrıca, nöronlar işledikleri sinyalleri, sinaps adı verilen benzersiz kavşaklar aracılığıyla iletirler. Bu bağlamda, bir nöronun bulunduğu ağa bağlı olarak tek bir bağlantıdan binlerce bağlantıya kadar sinaptik bağlantı yapabildiği bilinen bir gerçektir. Bu bağlantılardan gelen pre-sinaptik rastgele girdiler, nöron zar potansiyelinde dalgalanmalara neden olur. Bu gürültü kaynağı, arkaplan sinaptik aktivite olarak adlandırılmaktadır. Diğer taraftan, gürültünün nöron dinamiklerine olumlu katkılar sunduğu bilinmektedir. Bu tez çalışmasında, arkaplan sinaptik aktivitenin Morris–Lecar Tip I nöronlarının bilgi işleme mekanizmasına olası katkıları ele alınmıştır. Sonuçlarımız, uygun sinaptik iletkenlik değerlerinin, Morris–Lecar Tip I nöronlarının sinyal işleme kapasitesinin arkaplan sinaptik girdilerin frekansına bağlı olarak stokastik rezonans davranışı sergilediğini göstermiştir. Ayrıca, Morris–Lecar Tip I nöronlarının belli bir frekans aralığındaki sinyalleri algıladığı bulunmuştur. Bu frekans aralığının pre-sinaptik girdilerden önemli ölçüde etkilendiği de sayısal olarak ortaya konulmuştur. Dahası, Tip I nöronlarının ancak belli bir frekans aralığındaki zayıf sinyalleri kodlarken arkaplan sinaptik girdilerden yararlandıkları gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada arkaplan sinaptik aktivitenin Morris–Lecar Tip I nöronlarının zayıf sinyal kodlama kapasitesine olan katkıları detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Nümerik sonuçlarımız, nöronların uygun zayıf sinyal frekanslarında arkaplan sinaptik gürültüden yararlanarak eşik altı sinyal kodlama kapasitesini artırabildiklerini göstermektedir.