Physiology and Pharmacology
Physiol Pharmacol
Medical Sciences
http://ppj.phypha.ir
32
journal32
24765236
24765244
10.61186/phypha
(previous ISSN: 17350581)
en
jalali
1391
1
1
gregorian
2012
4
1
16
1
online
1
fulltext
en
بازسازی مدل شبکه عصبی کنترل کننده حرکت در سی الگانس مجازی بر اساس اطلاعات موجود زنده
Reconstruction of the neural network model of motor control for virtual C.elegans on the basis of actual organism information
Others
Others
Experimental research article
Experimental research article
مقدمه: شبکه عصبی کرم سی الگانس یک نمونه خوب برای مطالعه شبکه های عصبی است، زیرا جزئیات ساختاری آن بطور کامل شناسایی شده است. در این مقاله، شبکه مجازی کنترل کننده حرکت این کرم که توسط سوزوکی و همکاران پیشنهاد شده بود با افزودن سیناپس های جدیدی به آن باز سازی شد. این سیناپس ها به تازگی و توسط روش حذف نورونی توسط لیزر در موجود واقعی شناسائی شده اند.
مواد و روش ها: وزن های ورودی هر یک از نورون ها در این شبکه عصبی از سایت wormweb بدست آمد. حالت درونی برای تک تک نورون ها و کل خروجی این شبکه عصبی در شرایط جدید پس از مدل سازی ریاضی محاسبه شد. سپس با استفاده از نرم افزار Simulin در محیط MATLAB خروجی شبکه در مدل جدید شبیهسازی و ترسیم و با خروجی حاصل از مدل ارائه شده توسط سوزوکی مقایسه شد.
یافته ها: نتایج نشان می دهند که علارغم افزوده شدن این سیناپس های جدید به شبکه عصبی قبلی، خروجی آن همچنان شکل سینوسی خود را حفظ می کند و افزوده شدن این سیناپس های جدید فقط سبب تغییر در فرکانس، فاز و دامنه حالت درونی کل شبکه عصبی نسبت به مدل قبلی می شود.
نتیجه گیری و بحث: این یافتهها نه تنها نشان دهنده توانمندی تولید الگوهای بیشتری توسط این شبکه عصبی در مقایسه با مدل پیشنهاد شده قبلی است. بلکه همچنین نشان دهنده اثر افزایش تعداد سیناپس ها به ازا هر نورون و مدار بندی جدید این شبکه بر خروجی کل شبکه بعنوان شبیه سازی از پدیده ای است که پس از شکل پذیری نورونی رخ می دهد.
Introduction: C. elegans neural network is a good sample for neural networks studies, because its structural details
are completely determined. In this study, the virtual neural network of this worm that was proposed by Suzuki et al. for
control of movement was reconstructed by adding newly discovered synapses for each of these network neurons. These
synapses are newly discovered in the actual organism by laser ablation technique.
Methods: An input weight of each neuron in this network was obtained from wormweb site. Internal state of each
neuron and the whole network in this new situation were calculated after mathematical modeling. Then output of the
network in this new model was simulated and drawn by Simulink software in MATLAB environment and compared
with Suzuki model outputs.
Results: The results show that in spite of adding new synapses to the last model, its output shape does not change
and preserve its sinusoidal form, and only its frequency, phase and amplitude of internal state of whole network are
changed after modification. Also, adding of these new synapses to models change silent neurons in forward motion in
Suzuki model to sinusoidal internal state producing neurons in this new situation.
Conclusion: These findings not only show that this neural network has high capability for production of more
output patterns than previously supposed, but also illustrates the effect of addition of new synapses per each neuron and
rewiring on the whole network outputs as a simulation of situation that possibly happens after neural plasticity.
کرم سیالگانس، شبکه عصبی حرکتی، حالت درونی
C. elegans, motor neural network, internal state
1
10
http://ppj.phypha.ir/browse.php?a_code=A-10-92-3&slc_lang=en&sid=1
Zahra
Nasem Ashora
3200319475328460010596
3200319475328460010596
No
Majid
Hassanpour-ezatti
Hassanpour@shahed.ac.ir
3200319475328460010597
3200319475328460010597
Yes
Shahed University
Behrooz
Raesi
3200319475328460010598
3200319475328460010598
No
Ardeshir
Dolati
3200319475328460010599
3200319475328460010599
No