Doktoritöö uuris närvirakkude matemaatilisi mudeleid ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Konkreetse mudeli puhul vaadeldakse närvirakku kui kondensaatorit, mis kogub laengut kuni teatud lävendväärtuseni.
Konkreetse mudeli puhul vaadeldakse närvirakku kui kondensaatorit, mis kogub laengut kuni teatud lävendväärtuseni. Autor/allikas: svklimkin/Flickr (CC0 1.0)

Tallinna Ülikooli loodus- ja terviseteaduste instituudi doktorant Sander Paekivi kaitses väitekirja, milles uuris närvirakkude mudeleid. Viimaste abil saab leida närviraku käitumismustreid kirjeldavaid valemeid.

Matemaatilisi mudeleid on neuroteadustes rakendatud juba üle sajandi. Värske doktor Sander Paekivi selgitab, et neist on võimalik näiteks närvirakkude käitumise kohta ammutada infot, mida omakorda eksperimentidega võrrelda. "Kuigi eksisteerib mitmeid väga detailseid mudeleid, on niinimetatud redutseeritud süsteemid tihtipeale kasulikumad, olles kergemini lahendatavad ning simulatsioonides rakendatavad," sõnab Paekivi.

Konkreetse mudeli puhul vaadeldakse närvirakku kui kondensaatorit, mis kogub laengut kuni teatud lävendväärtuseni. Peale lävendi saavutamist saadab neuron välja elektrisignaali ehk närviimpulsi. Viimane on suunatud järgmistele neuronitele ning sama protsessi alusel levib elektrisignaal kogu ajus. Matemaatilistes mudelites on võimalik uurida selle väljundimpulsi statistilisi omadusi, räägib Paekivi.

Täpsemalt uuris Paekivi oma doktoritöös, kuidas mõjutavad närviraku käitumist kindlat sorti ja siiani vähe uuritud mäluefektid ehk ajaline sõltuvus möödunud olekutest.

Nimelt on eksperimentidest teada, et närvirakkude käitumises peaks rolli mängima astmeseaduse tüüpi ehk ajas mõju kaotavad mäluefektid. Paekivi doktoritöö tulemused kinnitavadki astmeseaduse tüüpi mäluefektide olulisust närviimpulsi genereerimise, paljastades sarnastes mudelites seninägematuid käitumismustreid, nagu näiteks kõrgsageduslikud närviimpulsside valangud.

Lisaks annab töö informatsiooni ka taoliste neuronite asukoha kohta reaalses ajus ehk piirkondades, kus neuronitesse tuleb signaale vähemalt kahest erinevast dendriidipuust. "Sellised neuroni statistika matemaatilised avaldised koos biofüüsikaliste vihjetega on üldiselt haruldased ning need on töö oluliseks tulemuseks," kinnitab Paekivi.

Tallinna Ülikooli loodus- ja terviseteaduste instituudi doktorant Sander Paekivi kaitses väitekirja "Influence of memory on the spike generation for diffusion models of neurons" ("Mälu mõju närviimpulsside genereerimisele neuronite difusioon-mudelites") 28. augustil. Väitekirja juhendajad on Tallinna Ülikooli emeriitprofessor Romi Mankin ning Tallinna Ülikooli dotsent Astrid Rekker. Oponendid olid Tartu Ülikooli emeriitprofessor ja külalisprofessor Teet Örd ning Sofia Tehnikaülikooli professor Michail D. Todorov.

Toimetaja: Airika Harrik

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: