Communication theoretical modeling and analysis of neuronal communication with synaptic plasticity
Sinaptik plastisite ile nöro-spike iletişimin iletişim teorik modellemesi ve analizi
- Tez No: 718051
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 214
Özet
Nano ölçekli cihazların ve uygulamalarının ortaya çıkması, bu cihazlar arasındaki iletişimin kolaylaştırılmasını ve dolayısıyla boyutları nedeniyle hesaplama ve güç sınırlamalarının üstesinden gelmek için nano ağların geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. Nanoağlar, geleneksel iletişim ağlarından temelde farklı oldukları için yeni iletişim paradigmalarına ihtiyaç duyarlar. İnsan vücudu, moleküllerin bilgiyi kodlamak, iletmek ve almak için kullanıldığı milyarlarca nanomakineden, yani hücrelerden oluşan büyük ölçekli bir moleküler nanoağlar ağıdır. En büyük ve en hayati vücut içi nano ağ sinirsel nano ağdır. Bu nedenle, bu tezin amacı, sinirsel nano ağını bilgi ve iletişim teorik perspektifinden araştırmak, nanoağlar için yeni bir biyo-ilhamlı iletişim paradigmasının temellerini oluşturmaktır. Bellek ve metabolik enerji kısıtlamalarını göz önünde bulundurarak, tek girişli tek çıkışlı (SISO) ve çoklu girişli tek çıkışlı (MISO) nöro-spike iletişim kanallarının iletişim teorik analizine odaklanıyoruz. Sinaptik plastisite, merkezi ve periferik sinir sistemlerinde her yerde bulunan bir fenomendir ve hafıza ve yeni davranış ve becerilerin öğrenilmesi ile ilişkilidir. Böylece, plastisiteyi içeren nöro-spike iletişimi analiz etmeyi amaçlıyoruz. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, verimli biyo-ilhamlı nanoağları gerçekleştirmek için en uygun parametreleri seçmemize izin verecektir. Ayrıca, Alzheimer Hastalığı, Parkinson Hastalığı ve Multipl Skleroz gibi nörodejeneratif hastalıklar, nöro-spike iletişiminin alt süreçlerinin arızalanmasından kaynaklandığından, bu sonuçlar, gelecekteki BİT-ilhamlı teşhis ve tedavi tekniklerini geliştirmek için hastalıklı sinapslardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılabilir.
Özet (Çeviri)
Emergence of nanoscale devices and their applications mandates the facilitation of communication between these devices, and hence, the development of nanonetworks, to overcome their computational and power limitations owing to their size. The nanonetworks need novel communication paradigms since they are fundamentally different from the traditional communication networks. The human body is a large-scale network of molecular nanonetworks composed of billions of nanomachines, i.e., cells, where molecules are used to encode, transmit and receive information. The largest and the most vital intra-body nanonetwork is the nervous nanonetwork. Thus, the aim of this thesis is to investigate the nervous nanonetwork from information and communication theoretical perspective, to lay down the foundations of a novel bio-inspired communication paradigm for nanonetworks. We focus on the communication theoretical analysis of single-input-single-output (SISO) as well as multiple-input-single-output (MISO) neuro-spike communication channels, considering memory and metabolic energy constraints. Synaptic plasticity is a ubiquitous phenomenon in central as well as peripheral nervous systems and is associated with memory and learning new behaviors and skills. Thus, we further aim to analyze the neuro-spike communication incorporating the plasticity. The results obtained from this study would allow us to select optimal parameters to realize effıcient bio-inspired nanonetworks. Moreover, since neurodegenerative diseases such as Alzheimer's Disease, Parkinson's Disease and Multiple Sclerosis are caused by the malfunction of the sub-processes of the neuro-spike communication, these results can be compared with the results obtained from diseased synapses to develop the future ICT-inspired diagnostic and treatment techniques for neural disorders.
Benzer Tezler
- Communication theoretical foundations of nervous system
Sinir sisteminin haberleşme teorik temelleri
HAMIDEH RAMEZANI
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Nanoscale wireless optical communication receivers with graphene and carbon nanotube
Grafen ve karbon nanotüp ile nanoölçekli kablosuz optik haberleşme alıcıları
BURHAN GÜLBAHAR
Doktora
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Information and communication theoretical modeling, design, and analysis of heterogeneous nanoscale communication channels
Heterojen nano-ölçekli haberleşme kanallarının bilgi ve iletişim kuramsal modellemesi, tasarımı ve analizi
DENİZ KILINÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR BARIŞ AKAN
- Deniz ulaştırma lojistiğinin dijital dönüşüm sürecine adaptasyonunun teknoloji kabul modeli ile analizi
Analysis of the adaptation of maritime transportation logistics to the digital transformation process through the technology acceptance model
ORÇUN GÜNDOĞAN
Doktora
Türkçe
2024
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA KEÇECİ
- Optik haberleşme için lazer sinyali tabanlı düşük maliyetli devre tasarımı uygulaması
Laser signal based low cost circuit design application for optical communication
BERKAY ÇAVUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEKİP ESAT HAYBER