Model of signal transmission in glutamatergic neuron; implementation in SciLab.

Istnieje wiele różnych, dobrych i szczegółowych modeli neuronów, do użytku powszechnego dostępne są umożliwiające symulacje neuronów platformy takie jak EONS/Rhenoms™ (Elementary Objects of the Nervous System), czy środowiska typu NEURON. Wiedza o molekularnej strukturze tych komórek i ich funkcjach jest obecnie ogromna i powiększa się z każdym dniem - pomimo tego opisanie w sposób wyczerpujący mechanizmu przetwarzania sygnału przez neurony jest trudne między innymi ze względu na ogromną różnorodność biologiczną. W tej pracy proponuję model przekształcania sygnału przez przykładowy uproszczony neuron glutamatergiczny od funkcji zmieniających się stężeń neuroprzekaźnika w okolicy synaps wejściowych komórki, do wyjściowej funkcji wyrzutu glutaminianu z zakończenia aksonu i jego implementację w programie SciLab. Jest to złożenie dobrze znanych modeli, jednak żywię nadzieję, że zapisanie w jednej pracy najważniejszych zasad przetwarzania sygnału w neuronie, włącznie ze sposobem możliwego wpływu pola magnetycznego na generowanie się potencjałów czynnościowych, może pomóc rzucić światło na współczesne problemy w neurobiologii, na przykład mechanizm wpływu TMS na neurony, czy umożliwić precyzyjny opis komunikacji niesynaptycznej między neuronami.

There exist many first-rate computational techniques to model neurons, platforms such as EONS/Rhenoms™ (Elementary Objects of the Nervous System) or environments such as NEURON. Knowledge about the molecular structure of neurons is currently vast and growing everyday. Nevertheless, a more precise description of neuronal computation is needed to understand topics such as how TMS works or how much exactly ephaptic coupling affects neural activity.In this work I present some well-known modeling approaches combined into one simple model of a single glutamatergic neuron. Model allows to compute function of glutamate release from the end of an axon when given the glutamate input to the dendritic synapses. The program is written in SciLab and it may be used as an educational tool.