Morris Lecar nöronunda öz sinapsın ters kaotik rezonansa etkileri

Nöronlar, sinir sistemimizin temel yapı taşları olup, beyin fonksiyonlarının anlaşılması ve hastalıkların tedavisi için kritiktir. Hesaplamalı nörobilim ise sinirsel ağlar gibi disiplinlere, biyolojik olarak incelenen nöronlara,bunların fizyolojisine ve dinamiklerine odaklanan psikolojik bağlantılara ve canlıların öğrenme mekanizmalarına matematiksel modeller sağlar. Bu tez çalışmasında Morris-Lecar (ML) nöron modelinde kaotik aktiviteye bağlı olarak elektriksel, uyarıcı ve yasaklayıcı öz sinapsın ML nöronunun ateşleme davranışına etkileri incelenmektedir. Çalışma, farklı kaotik akım yoğunlukları altında, öz-sinaps iletkenlik ve iletim gecikmesi parametrelerinin ML nöronunun ortalama ateşleme frekansı (MFR) üzerindeki etkilerini analiz etmektedir. Bulgular, öz-sinapsız ML nöronunda kaotik aktivitenin düşük kaotik akım yoğunluğunda düzenli ateşlemeye neden olduğunu, orta yoğunlukta ateşlemeyi tamamen bastırdığını ve yüksek yoğunlukta aralıklı ateşleme ve susma davranışı sergileyerek Ters Kaotik Rezonans fenomenine kanıt niteliğindedir.Elektriksel öz-sinapsın MFR üzerindeki etkileri analiz edilmiş, düşük kaotik sinyal yoğunluğunda ortalama ateşleme frekansını artırıp azaltabileceği veya nöronu tamamen susturabileceğini; orta yoğunlukta nöronun susma ve ateşleme durumları arasında geçişler yaparak çoklu-ICR olgusunu sergilediğini; yüksek yoğunlukta ise nöronun minimum 5 Hz ateşleme frekansına sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Ayrıca, yasaklayıcı öz-sinapsların ters kaotik rezonans üzerindeki etkileri de incelenmiştir. Zayıf kaotik akım yoğunluğunda, düşük öz sinaps zaman gecikmesi (τ) değerlerinde öz-sinapsın MFR üzerindeki etkisinin minimal olduğu, ancak τ arttıkça ve belirli öz sinaps iletkenliği (κ) değerlerinde nöronun ateşleme-susma örüntüleri sergileyerek Çoklu Ters Kaotik Rezonans olgusunu gösterdiği belirlenmiştir. ML nöronunu uyarıcı öz sinapsa sahip kabul ettiğimizde orta kaotik akım yoğunluğunda ve düşük κ değerlerinde nöron tamamen susarken, orta κ aralıklarında susma ve ateşleme paternleri gözlemlenmiştir. Yüksek kaotik akım yoğunluğunda, nöronun ateşleme frekansının 5.18-11 Hz. arasında değiştiği, ancak tam susmanın gerçekleşmediği gözlemlenmiştir. Öz sinapsın türünden bağımsız olarak Morris-Lecar nöronunu ateşlemeden susma durumuna susma durumundan ateşleme durumuna geçirebileceği ve öz sinaps parametrelerinin özel değerlerinde çoklu ters kaotik rezonans fenomenini tetiklediği gözlemlenmiştir.