Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Ali Montazeri,Mohammad hossein Manshaei
محمدعلی منتظری (استاد راهنما) محمدحسین منشئی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Masoume Zare
معصومه زارع جونقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
: The brain is a complex organ of the body that performs many tasks, such as processing, regulation, controlling the other body organs, and performs the mind action like memory, Imagination, thinking and creativity. The most important part in each brain area is a neuron that transmits signals by chemical and electrical synapses.Today, neuroscientists provide the different approaches of brain modeling, in order to achieve more processing speed and accuracy.In this research, that the neuron is considered an agent is based on Hebbian theory, Theta model, Synaptic plasticity, and Metaplasticity. Consequently, the agent makes a decision to communicate with other agents according to environmental conditions. Moreover, the chemical synapse has been analyzed. In the chemical synapse, presynaptic neuron leads to stimulate postsynaptic neuron with diffusing neurotransmitters. It is possible that the postsynaptic neuron receives a signal according to receiving neurotransmitters. In this thesis, we proposed four models to analyze the neurons behavior based on game theoretical approaches, Morris-Lecar model, and Li-Rinzel model. In the first model, we propose a dynamic game to analyze the functionality of neurons in the chemical synapse. The active neuron is first agent and neuron at resting state is the second agent. In the second model, we investigate the functionality of neurons and astrocyte in the tripartite synapse by a Bayesian game that role of the astrocyte is a chance move. In the third model, we define nature for determining the uncertainty of neurons about the state of other neurons. The chemical synapse is modeled with two types uncertainty according to the Bayesian game. In the fourth model, we model the functionality of neurons in the chemical synapse according to the functionality of neuroglia. Nash equilibrium is a strategy profile that no player can increase its payoff by deviating unilaterally. If the environmental conditions are safe and neurons are healthy, all equilibria in four models will indicate communication for transmitting signal. If each neuron becomes ill, different equilibria will be calculated which indicate no communication for transmitting signal. The model simulation is based on the biological information of CA1 area in the hippocampus. We verify analytical simulations by theoretical results. As a matter of fact, when the environmental conditions and state of neurons are Acceptable, a synapse is formed for transmitting the signal that leads to increase synchronization in the network, otherwise, a synapse won't be formed. Keywords: Neuron, Astrocyte, Morris-Lecar model, Dynamic game, Bayesian game, Chemical synapse, Neural network
: مغز پیچیده‌ترین عضو بدن انسان است که وظایف بسیاری همچون پردازش، تنظیم، کنترل اندام‌های بدن و اجرای فعالیت‌های ذهنی مثل حافظه، تخیل، تفکر و خلاقیت را بر عهده دارد. مهمترین عضو در هر ناحیه مغزی یاخته‌های عصبی هستند که اطلاعات را از طریق سیناپس‌های الکتریکی و شیمیایی منتقل می‌کنند. امروزه، دانشمندان علوم اعصاب جهت تسریع و هم چنین حفظ دقت تحقیقاتشان از روش‌های مدل‌سازی مغز استفاده می‌نمایند. در این پژوهش، بر اساس قانون هب، مدل تتا، انعطاف پذیری سیناپسی و انعطاف‌پذیری متا، هر یاخته عصبی به عنوان یک عامل در نظر گرفته شده است که با توجه به شرایط محیطی تصمیماتی جهت برقراری ارتباط با دیگر یاخته‌های عصبی می‌گیرد. سپس، سیناپس شیمیایی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. در سیناپس شیمیایی یاخته عصبی پیش‌سیناپسی با انتشار انتقال‌دهنده موجب تحریک یاخته عصبی پس‌سیناپسی می‌شود. یاخته عصبی پس‌سیناپسی با توجه به انتقال‌دهنده دریافتی ممکن است سیگنال را دریافت کند. در این پژوهش، برای بررسی رفتار یاخته‌های عصبی برای انتقال سیگنال در هنگام بروز بیماری‌ها بر اساس مدل‌های نظریه بازی‌ها، مدل موریس-لکر و لی-رینزل، چهار مدل پیشنهاد شده است. در مدل اول، سیناپس شیمیایی بر اساس بازی پویا مدل شده است. در این مدل، یاخته عصبیِ فعال به عنوان بازیکن اول و یاخته عصبیِ در حال استراحت به عنوان بازیکن دوم در بازی پویا ایفای نقش می‌کنند. در مدل دوم، سیناپس سه جانبه بر اساس بازی بیزین مدل شده است که آستروسیت در نقش عامل حرکت تصادفی است. در مدل سوم، عاملی به نام طبیعت برای تعریف نامعینی یاخته‌های عصبی درباره وضعیت یاخته‌های عصبی دیگر مطرح شده که باعث می‌شود سیناپس شیمیایی بر اساس بازی بیزین با دو نوع نامعینی مدل شود. در مدل چهارم، کارکرد یاخته‌های عصبی در سیناپس شیمیایی با توجه به عملکرد یاخته‌های گلیالی مدل شده است. نقطه تعادل در بازی یک نمایه? راهبرد است که هیچ بازیکنی به تنهایی نمی‌تواند با تغییر راهبرد‌ش منفعتش را افزایش دهد. اگر شرایط محیطی امن و یاخته‌های عصبی سالم باشند، نقاط تعادل بدست آمده از هر چهار مدل بیان‌کننده برقراری ارتباط برای انتقال سیگنال است. در صورتی که هر یک از یاخته‌های عصبی دچار اختلالی شوند، نقاط تعادل متفاوتی بوجود می‌آید که بیان کننده نبود سیناپس بین دو یاخته عصبی است. شبیه‌سازی مدل بر اساس اطلاعات زیستی ناحیه CA1در هیپوکامپ مغز است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نیز تایید کننده نتایج مدل‌سازی هستند. یعنی زمانی که شرایط محیطی و وضعیت یاخته‌های عصبی مساعد باشد، سیناپسی جهت انتقال سیگنال تشکیل می‌شود که موجب افزایش همزمانی در شبکه می‌شود، در غیر این صورت سیناپسی تشکیل نخواهد شد. کلمات کلیدی: یاخته‌های عصبی، آستروسیت، مدل موریس-لکر، بازی پویا، بازی بیزین، سیناپس شیمیایی، شبکه عصبی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی