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신경과학 (Neuroscience) 신경과학 (Neuroscience) 신경과학 (神經科學, neuroscience 또는 뇌신경과학)은 뇌를 포함한 모든 신경계에 대해서 연구하는 학문이다. 신경과학은 우리가 외부 환경을 어떻게 인지하며 경험하는지, 그리고 다른 사람과 어떻게 상호관계를 맺는지 등을 밝혀내는 데 중점을 두고 있다. 신경과학은 유전학, 생화학, 생리학, 약리학, 병리학, 진화 생물학 등의 학문과 밀접한 연관을 맺고 있으며 생물학의 한 분야로 여겨진다. 그러나 신경과학은 학문의 특성상 생물학의 한 분야라고만 단정 짓기는 어려우며, 실제로 심리학, 컴퓨터 과학, 통계학, 물리학, 의학, 언어학, 철학, 수학 등의 다른 분야의 학문의 도움을 많이 받고 있다. 신경과학은 분자, 세포, 발생, 구조, 기능, 진화, 컴퓨터 연관, 의학적.. 2022. 7. 13.
[Computational Neuroscience] Adaptive Exponential Integrate and Fire model (AdEx) Adaptive Exponential Integrate and Fire model (AdEx) good neuron model이 되기 위한 조건 - Can predict spike times - Can predict subthreshold voltage - Can interpret easily (not a ‘black box’) - Can account flexibly for a variety of phenomena - Can optimize parameters for systematic procedure 1-dimensional (nonlinear) integrate and fire 모델에서는 다양한 dynamics를 표현할 수 없다. 따라서, best choice 𝑓 : linear + exponen.. 2021. 12. 9.
[Computational Neuroscience] Dendrites and Synapses (2) Spatial Structure : The Dendritic Tree 피질과 뇌의 다른 영역에 있는 뉴런은 종종 수백 미크론 이상 확장될 수 있는 고도로 발달된 수지상 나무를 나타낸다. 뉴런에 대한 시냅스 입력은 대부분 수지상 나무에 있다. NMDA 또는 칼슘 기반 전기 발생 '스파이크'를 무시하면 축삭 언덕 근처의 체세포에서 활동 전위가 생성된다. 지점 뉴런의 전기적 특성은 시냅스 전류와 막에 걸친 다른 가로 이온 전류에 의해 충전되는 커패시터로 설명된다. 수지상 나무와 체세포에서 막 전위의 불균일한 분포는 수상 돌기를 따라 추가적인 종방향 전류를 유도한다. Spatial Structure : Axons 주어진 뉴런에는 시냅스 접촉을 만들기 위해 체세포를 떠나는 단일 축삭이 있다. 수상 돌기와 마찬가지.. 2021. 12. 9.
[Computational Neuroscience] Hodgkin-Huxley model (HH model) Hodgkin-Huxley model (HH model) Hodgkin과 Huxley는 Cambridge University 학부생으로, giant axon of the squid에 대한 실험을 수행했고 세 가지 다른 유형의 ionic current인 sodium current, potassium current 및 Cl(−) ion으로 구성된 leak current를 발견했다. 이에 action potential 모델에 필요한 정보를 도출할 수 있었다. Hodgkin과 Huxley는 action potential를 정확하게 예측하고 묘사할 수 있는 방정식을 개발했다. 우리가 직접 관찰할 수 없는 뉴런의 생물학적 특성을 모방하는 데 사용될 수 있는 계산 모델링의 초석이 되었다. 실제, Hodgkin-Hux.. 2021. 12. 9.
[Computational Neuroscience] Neuronal Dynamics Neurons and Mathematics Computational neuroscience는 수학, 철학, 컴퓨터 과학의 원리를 적용하여 뇌의 내부 작용을 연구하는 분야이다. computer model은 고도로 제어되고 복제 가능한 방식으로 실험을 수행할 수 있기 때문에 계산 신경과학에 매우 중요하다. 이러한 맥락에서 "model"은 (시뮬레이션된) 현실 세계에서 어떻게 작동할지 추측하기 위해 단순화되고 시뮬레이션을 위한 시스템이다. 전형적인 neuron은 dendrites (수상돌기), soma (체세포), axon (축삭돌기)라고 하는 기능적으로 구별되는 세 개로 나눌 수 있다. dendrite는 다른 neuron으로부터 신호를 수집하여 soma에 전달하는 '입력 장치'의 역할을 한다. soma는 중.. 2021. 12. 9.
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