Skip to main content
main-content

Tipp

Weitere Artikel dieser Ausgabe durch Wischen aufrufen

01.08.2014 | Ausgabe 1/2014

Journal of Computational Neuroscience 1/2014

A thalamo-cortical neural mass model for the simulation of brain rhythms during sleep

Zeitschrift:
Journal of Computational Neuroscience > Ausgabe 1/2014
Autoren:
F. Cona, M. Lacanna, M. Ursino
Wichtige Hinweise
Action editor: Alain Destexhe

Abstract

Cortico-thalamic interactions are known to play a pivotal role in many brain phenomena, including sleep, attention, memory consolidation and rhythm generation. Hence, simple mathematical models that can simulate the dialogue between the cortex and the thalamus, at a mesoscopic level, have a great cognitive value. In the present work we describe a neural mass model of a cortico-thalamic module, based on neurophysiological mechanisms. The model includes two thalamic populations (a thalamo-cortical relay cell population, TCR, and its related thalamic reticular nucleus, TRN), and a cortical column consisting of four connected populations (pyramidal neurons, excitatory interneurons, inhibitory interneurons with slow and fast kinetics). Moreover, thalamic neurons exhibit two firing modes: bursting and tonic. Finally, cortical synapses among pyramidal neurons incorporate a disfacilitation mechanism following prolonged activity. Simulations show that the model is able to mimic the different patterns of rhythmic activity in cortical and thalamic neurons (beta and alpha waves, spindles, delta waves, K-complexes, slow sleep waves) and their progressive changes from wakefulness to deep sleep, by just acting on modulatory inputs. Moreover, simulations performed by providing short sensory inputs to the TCR show that brain rhythms during sleep preserve the cortex from external perturbations, still allowing a high cortical activity necessary to drive synaptic plasticity and memory consolidation. In perspective, the present model may be used within larger cortico-thalamic networks, to gain a deeper understanding of mechanisms beneath synaptic changes during sleep, to investigate the specific role of brain rhythms, and to explore cortical synchronization achieved via thalamic influences.

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Sie möchten Zugang zu diesem Inhalt erhalten? Dann informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit dem Kombi-Abo erhalten Sie vollen Zugriff auf über 1,8 Mio. Dokumente aus mehr als 61.000 Fachbüchern und rund 500 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit dem Wirtschafts-Abo erhalten Sie Zugriff auf über 1 Mio. Dokumente aus mehr als 45.000 Fachbüchern und 300 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit dem Technik-Abo erhalten Sie Zugriff auf über 1 Mio. Dokumente aus mehr als 40.000 Fachbüchern und 300 Fachzeitschriften aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Umwelt
  • Maschinenbau + Werkstoffe

Testen Sie jetzt 30 Tage kostenlos.

Literatur
Über diesen Artikel

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2014

Journal of Computational Neuroscience 1/2014 Zur Ausgabe

Premium Partner

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Whitepaper

- ANZEIGE -

Best Practices für die Mitarbeiter-Partizipation in der Produktentwicklung

Unternehmen haben das Innovationspotenzial der eigenen Mitarbeiter auch außerhalb der F&E-Abteilung erkannt. Viele Initiativen zur Partizipation scheitern in der Praxis jedoch häufig. Lesen Sie hier  - basierend auf einer qualitativ-explorativen Expertenstudie - mehr über die wesentlichen Problemfelder der mitarbeiterzentrierten Produktentwicklung und profitieren Sie von konkreten Handlungsempfehlungen aus der Praxis.
Jetzt gratis downloaden!

Bildnachweise