Simulation of the hodgkin-huxley neuron model
Simulation of the hodgkin-huxley neuron model
- Tez No: 1004412
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İMRAN GÖKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, Hodgkin–Huxley nöron modelinin elektriksel uyarılabilirlik özelliklerini incelemek ve aksiyon potansiyeli oluşum mekanizmalarını simüle etmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Hodgkin–Huxley modeli, iyon kanallarının davranışını diferansiyel denklemlerle tanımlayan biyofiziksel olarak gerçekçi bir yaklaşımdır. Bu tez kapsamında modelin temel denklem sistemi kurulmuş, sodyum, potasyum ve sızıntı kanallarına ait iletkenlik değişimleri analiz edilmiştir. Sayısal çözüm yöntemleri kullanılarak farklı akım uyarımlarına verilen membran potansiyeli tepkileri simüle edilmiş ve nöronun dinamik özellikleri ayrıntılı şekilde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, modelin sinir hücrelerinin aksiyon potansiyeli üretim sürecini başarılı bir şekilde temsil ettiğini göstermekte olup, hesaplamalı sinirbilim uygulamaları için önemli bir referans niteliği taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
When it comes to the intricacies of the nervous system, mathematical modelling of neuronal behavior has been a highly effective tool in the intersection of neuroscience and biomedical engineering, since this interaction has brought numerous significant results, such as the modelling of complex neural signalling. Coming hotfooting from the background of this fusion, this study presents a complete simulation of the Hodgkin-Huxley neuron model to see how external currents, membrane capacitance and heat affect the excitability of neurons. By harnessing the fourth-order Runge-Kutta numerical integration in a MATLABC setting, the researchers investigated how these fundamental parameters influence the generation of action potentials, spike frequency, and ion channel behavior. Well-known results of the study, which encompassed 27 different simulations, showed that the force behind neuron excitability is the external current, that membrane capacitance acts like a filter on the timing of electrical discharges, and that heat can affect the way that ion channels function. The study shows that these factors, when interacting, have nonlinear results and, very importantly, have lots to tell us about how the brain functions and can be used in clinical applications like deep brain stimulation and neuroprosthetic design. This study is a significant contribution to the field of computational neuroscience, providing an accurate and flexible modeling system that can be expanded to real-world applications in the area of biomedical engineering. A mathematical model can be used to map the propagation and generation of action potentials, based on sodium, potassium and leakage currents passing through the cell membrane, when understanding the function of neurons. Coming from the success of the Hodgkin-Huxley model, this study has pushed the model to become a highly functional tool that can perfectly replicate how neurons behave under any given conditions. This is because the simulation gives us an incredibly powerful platform for digging into the mechanisms behind the creation and transmission of signals at the cellular level, and as a result has been a significant contribution to the field of computational neuroscience which combines the areas of biology, math, and computer science.
Benzer Tezler
- Simulation of fitzhugh nagumo neuronal model using matlab
Simulation of the fitzhugh-nagumo neuronal model usingmatlab
FARWA ANUM
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
BiyomühendislikÜsküdar ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İMRAN GÖKER
- Biyolojik nöron modellerinin elektronik donanımlarının incelenmesi
Investigation of the electronic hardware of biological neuron models
NİMET DAHASERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECAİ KILIÇ
- Uyarlamalı üstel tut&ateşle (AdExI&F) sinir hücresi modeline yönelik bir sinaptik bağlantı ve devre benzetimi
A synaptic coupling for the adaptive exponential integrate and fire (AdExI&F) neuron model with circuit simulations
AYŞEN BAŞARGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. SERDAR ÖZOĞUZ
- Astrosit hücresinin nöron dinamikleri üzerine etkileri
The effects of astrocyte cell on the neuron dynamics
YASEMİN ERKAN
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA SARAÇ
DOÇ. DR. ERGİN YILMAZ
- Korteks davranışının vuru üreten hücre modeli ile incelenmesi
Analysis of cortex behavior by a spiking neuron model
YUSUF KUYUMCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. NESLİHAN SERAP ŞENGÖR