Skip to main content
Erschienen in:
Buchtitelbild

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Three-Dimensional Model of Signal Processing in the Presynaptic Bouton of the Neuron

verfasst von : Andrzej Bielecki, Maciej Gierdziewicz, Piotr Kalita

Erschienen in: Artificial Intelligence and Soft Computing

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this paper the model of a signal transmission in a synapse of the neuron is studied. The model is based on partial differential equations. The three-dimensional simulations based on the model are presented and discussed in details. The simulations enabled to estimate the value of the coefficient of diffusion transmission of neurotransmitters in the presynaptic bouton.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

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

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

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




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

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




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Aristizabal, F., Glavinovic, M.I.: Simulation and parameter estimation of dynamics of synaptic depression. Biol. Cybern. 90, 3–18 (2004)MATHCrossRef Aristizabal, F., Glavinovic, M.I.: Simulation and parameter estimation of dynamics of synaptic depression. Biol. Cybern. 90, 3–18 (2004)MATHCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Bielecki, A.: A model of human activity automatization as a basis of artificial intelligence systems. IEEE Trans. Auton. Ment. Dev. 6, 169–182 (2014)CrossRef Bielecki, A.: A model of human activity automatization as a basis of artificial intelligence systems. IEEE Trans. Auton. Ment. Dev. 6, 169–182 (2014)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Bielecki, A., Bielecka, M., Bielecki, P.: Conditioned anxiety mechanism as a basis for a procedure of control module of an autonomous robot. Lect. Notes Artif. Intell. 10246, 390–398 (2017) Bielecki, A., Bielecka, M., Bielecki, P.: Conditioned anxiety mechanism as a basis for a procedure of control module of an autonomous robot. Lect. Notes Artif. Intell. 10246, 390–398 (2017)
4.
Zurück zum Zitat Bielecki, A., Kalita, P.: Model of neurotransmitter fast transport in axon terminal of presynaptic neuron. J. Math. Biol. 56, 559–576 (2008)MathSciNetMATHCrossRef Bielecki, A., Kalita, P.: Model of neurotransmitter fast transport in axon terminal of presynaptic neuron. J. Math. Biol. 56, 559–576 (2008)MathSciNetMATHCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Bielecki, A., Kalita, P.: Dynamical properties of the reaction-diffusion type model of fast synaptic transport. J. Math. Anal. Appl. 393, 329–340 (2012)MathSciNetMATHCrossRef Bielecki, A., Kalita, P.: Dynamical properties of the reaction-diffusion type model of fast synaptic transport. J. Math. Anal. Appl. 393, 329–340 (2012)MathSciNetMATHCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Bielecki, A., Kalita, P., Lewandowski, M., Siwek, B.: Numerical simulation for a neurotransmitter transport model in the axon terminal of a presynaptic neuron. Biol. Cybern. 102, 489–502 (2010)MathSciNetMATHCrossRef Bielecki, A., Kalita, P., Lewandowski, M., Siwek, B.: Numerical simulation for a neurotransmitter transport model in the axon terminal of a presynaptic neuron. Biol. Cybern. 102, 489–502 (2010)MathSciNetMATHCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Bielecki, A., Kalita, P., Lewandowski, M., Skomorowski, M.: Compartment model of neuropeptide synaptic transport with impulse control. Biol. Cybern. 99, 443–458 (2008)MathSciNetMATHCrossRef Bielecki, A., Kalita, P., Lewandowski, M., Skomorowski, M.: Compartment model of neuropeptide synaptic transport with impulse control. Biol. Cybern. 99, 443–458 (2008)MathSciNetMATHCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Bui, L., Glavinovic, M.: Temperature dependence of vesicular dynamics at excitatory synapses of rat hippocampus. Cogn. Neurodyn. 8, 277–286 (2014)CrossRef Bui, L., Glavinovic, M.: Temperature dependence of vesicular dynamics at excitatory synapses of rat hippocampus. Cogn. Neurodyn. 8, 277–286 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Denker, A., Rizzoli, S.O.: Synaptic vesicle pools: an update. Front. Synaptic Neurosci. 2, 135 (2010) Denker, A., Rizzoli, S.O.: Synaptic vesicle pools: an update. Front. Synaptic Neurosci. 2, 135 (2010)
10.
Zurück zum Zitat Joensuu, M., Padmanabhan, P., Durisic, N., Adekunle, T.D., Bademosi Cooper-Williams, E., Morrow, I.C., Harper, C.B., Jung, W., Parton, R.G., Goodhill, G.J., Papadopulos, A., Meunier, F.A.: Subdiffractional tracking of internalized molecules reveals heterogeneous motion states of synaptic vesicles. J. Cell Biol. 215, 277–292 (2016)CrossRef Joensuu, M., Padmanabhan, P., Durisic, N., Adekunle, T.D., Bademosi Cooper-Williams, E., Morrow, I.C., Harper, C.B., Jung, W., Parton, R.G., Goodhill, G.J., Papadopulos, A., Meunier, F.A.: Subdiffractional tracking of internalized molecules reveals heterogeneous motion states of synaptic vesicles. J. Cell Biol. 215, 277–292 (2016)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Knödel, M.M., Geiger, R., Ge, L., Bucher, D., Grillo, A., Wittum, G., Schuster, C., Queisser, G.: Synaptic bouton properties are tuned to best fit the prevailing firing pattern. Front. Comput. Neurosci. 8, 101 (2014)CrossRef Knödel, M.M., Geiger, R., Ge, L., Bucher, D., Grillo, A., Wittum, G., Schuster, C., Queisser, G.: Synaptic bouton properties are tuned to best fit the prevailing firing pattern. Front. Comput. Neurosci. 8, 101 (2014)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Rizzoli, S.O., Betz, W.J.: Synaptic vesicle pools. Nat. Rev. Neurosci. 6, 57–60 (2005)CrossRef Rizzoli, S.O., Betz, W.J.: Synaptic vesicle pools. Nat. Rev. Neurosci. 6, 57–60 (2005)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Tadeusiewicz, R.: New trends in neurocybernetics. Comput. Methods Mater. Sci. 10, 1–7 (2010) Tadeusiewicz, R.: New trends in neurocybernetics. Comput. Methods Mater. Sci. 10, 1–7 (2010)
14.
Zurück zum Zitat von Gersdorff, H., Matthews, G.: Inhibition of endocytosis by elevated internal calcium in a synaptic terminal. Nature 370, 652–655 (1994)CrossRef von Gersdorff, H., Matthews, G.: Inhibition of endocytosis by elevated internal calcium in a synaptic terminal. Nature 370, 652–655 (1994)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Wang, Y., Manis, P.B.: Short-term synaptic depression and recovery at the mature mammalian endbulb of held synapse in mice. J. Neurophysiol. 100(3), 1255–1264 (2008)CrossRef Wang, Y., Manis, P.B.: Short-term synaptic depression and recovery at the mature mammalian endbulb of held synapse in mice. J. Neurophysiol. 100(3), 1255–1264 (2008)CrossRef
Metadaten
Titel
Three-Dimensional Model of Signal Processing in the Presynaptic Bouton of the Neuron
verfasst von
Andrzej Bielecki
Maciej Gierdziewicz
Piotr Kalita
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-91253-0_1