МОДЕЛЬ НЕЙРОНА Советский патент 1974 года по МПК G06G7/60 

1

Изобретение относится к области моделирования свойств биологических нейронов и может найти применение в радиотехнических системах, системах телеуправления, телеметрии и автоматики.

Известны модели нейронов, содержащие генератор потенциалов действия с подключенными к его выходу блоками формировапия выходных возбуждающих и тормозящих сигналов и интеграторы в цепях возбуждения и торможения.

Однако известные модули не обеспечивают моделирования адаптации, аккомодации и динамических изменений параметров мембраны реальных нейронов.

Цель изобретения - расширение области применения модели за счет обеспечения моделирования адаптации, аккомодации и динамических изменений параметров мембраны нейрона.

Достигается это тем, что модель содерл ит в цепях возбуждения и постсинаптического и пресинаптического торможения блоки управляемой проводимости, первые входы которых соединены с выходами соответствующих интеграторов, а выход блока управляемой проводимости в цепи возбуждения подключен к входу генератора потенциалов действия, второй вход блока управляемой проводимости цепи возбуждения соединен с выходом блока

управляемой проводимости цепи постсинаптического торможения, а второй вход блока управляемой проводимости подключен к выходу блока управляемой проводимости цепи пресинаптического торможения.

На чертеже представлена блок-схема предложенной модели.

Модель состоит из интеграторов I и блоков 2 управляемой проводимости в цепях возбуждения 3, постсипаптического 4 и пресинаптического 5 торможения, генератора 6 потенциалов действия, блоков формирования выходных возбуждающих сигналов 7 и выходных тормозящих сигналов 8.

Интегратор 1 включает в себя емкостный делитель и диодный ключ; блок 2 управляемой проводимости - диодный ограничитель и эмиттерный повторитель: генератор 6 потенциалов действия - заторможенный блокинггенератор; блок 1 формирования выходных возбуждающих сигна.пов - эмиттерный повторитель; блок 8 формирования выходных тормозящих сигналов - инвертор и эмиттерный повторитель.

На входы интегратора 1 в цепи возбуждения 3 подаются импульсные потоки положительной полярности. На входы интегратора в цени 4 постсинаптического торможения подаются импульсные потоки отрицательной полярности. На входы интегратора в цепи

пресинаптического торможения подаются импульсные потоки положительной полярности. Поступающие по каждому входу импульсные последовательности интегрируются во времени на интеграторах 1. Суммарное напряжение, полученное на интеграторе в цепи возбуждения 3, подается через развязывающий эмиттерный повторитель блока 2 управляемой проводимости на вход блокинг-генератора 6 потенциалов действия, с выхода его генерируется частотно-импульсный код, соответствующий входным сигналам.

При отсутствии импульсных потоков на тормозных входах напряжение, накопленное на интеграторе 1 в цени возбуждения 3, разряжается с постоянной времени , где )о -эквивалентное сопротивление разряда конденсато.ра интегратора 1 при отсутствии торможения, определяемое сопротивлением интегратора и входным сопротивлением эмигтерного повторителя блока 2 управляемой проводимости. При наличии импульсных потоков на тормозных входах напряжение отрицательной полярности, накопленное на интеграторе 1 в цепи 4 постсинаптического торможения, подается на эмиттерный повторитель блока управляемой проводимости в цепи возбуждения и алгебраически суммируется на его нагрузке с напряжением интегратора. В этом случае напряжение, накопленное на интеграторе в цепи возбуждения разряжается с постоянной времени ,

«

E(f)-напряжение на интеграторе 1 в цепи 4 постсинаптического торможения; у - тласштабный коэффициент. Постоянная времени разряда интегратора 1 цепи 4 постсинаптического торможения, в свою очередь, является величиной переменной, зависящей от интенсивности импульсных потоков на входах цепи 5 пресинаптического торможения. Механизм управления аналогичен рассмотренному выше. Блок управляемой проводимости в цепи пресинаптического торможения имеет такой же .механизм управления.

Таким образом, на вход генератора потенциалов действия поступает напряжение, которое является функцией трех переменных: возбуждающих импульсных потоков, постсинаптических тормозных и пресинаптических тормозных потоков.

„.

Предмет изобретения

Модель нейрона, содержащая генератор потенциалов действия с подключенными к его выходу блоками формирования выходных

возбуждающих и тормозящих сигналов и интеграторы в цепях возбуждения, постсинаптического и пресинаптического торможения, о гличающаяся тем, что, с целью расщирения области применения, она содержит в цепях возбуждения и постсинаптического и пресинаптического торможения блоки управляемой проводимости, первые входы которых соединены с выходами соответствующих интеграторов, а выход блока управляемой проводимости в цепи возбуждения подключен ко входу генератора потенциалов действия, второй вход блока управляемой проводимости цепи возбуждения соединен с выходом блока управляемой проводимости цепи постсинаптического торможения, причем второй вход блока управляемой проводимости подключен к выходу блока управляемой проводимости цепи пресинаптического торможения.