NERVENMODELLE Vorlesung SS 2008, Di 16:15-17:45

Seminarraum 101A. Freihaus, Wiedner Hauptstr. 8-10, 3. Stock grüner Bereich

BRAIN MODELLING Vorlesung SS 2008 Mi 16:15-18:00 Seminarraum 101B. Freihaus, Wiedner Hauptstr. 8-10, 3. Stock grüner Bereich

Links http://www.neuroguide.com/ The Human Brain http://www.vh.org/Providers/Textbooks/BrainAnatomy/TOC.html Top 100 Brain Structures http://www.med.harvard.edu/AANLIB/cases/caseM/case.html Brain Facts and Figures http://faculty.washington.edu/chudler/facts.html Brain Model Tutorial http://pegasus.cc.ucf.edu/~Brainmd1/brain.html#table Tour of the Visible Human http://www.madsci.org/~lynn/VH/ Visible Human Male Browser http://www.uchsc.edu/sm/chs/browse/browse_m.html Neural Impuls-Animation http://pb010.anes.ucla.edu/HH.html Computersimulation NEURON http://neuron.duke.edu/ neural circuit simulation language http://retina.anatomy.upenn.edu/~rob/neuronc.html F. Rattay: Electrical stimulation of the central nervous system: analysis of the primarily excited structures http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-tm_4742.pdf Vorlesungstext http://publik.tuwien.ac.at/files/pub-tm_4743.pdf BOOKS: E.R. Kandel, J.H. Schwartz und T.M. Jessell: Neurowissenschaften, Eine Einführung. Spektrum 1996 J.G. Nicholls, A.R. Martin and B.G. Wallace: From Neuron to Brain. Sinauer Ass. 1992 (+deutsche Ausgabe) S. Silbernagl, A. Despopoulos. Taschenatlas der Physiologie Thieme 1991 F. Rattay: Electrical Nerve Stimulation: Theory, Experiments and Applications Springer 1990

20ms

The temporal fine structure of the sound pressure

maxima is distributed by an inner hair cell as binary code

in form of neural impulses(action potentials) to the

fibers of the cochlear nerve.

Rattay & Lutter, ZAMM 1997, 935-943

Deterministisches Modell

50 ms compressed

Computersimulation zur Brownschen Bewegung:

“Die Brownsche Bewegung der Härchen hat eine rms Amplitude von etwa 3.5 nm.

Sie wird ausgenützt um ca 50-fach schwächere Bewegungen wahrzunehmen.”

NÜTZT RAUSCHEN?

Der auditorische Nerv (AN), überträgt das spikekodierte Schallsignal zu den drei Nuclei des CN, dem dorsalen (DCN), dem anteroventralen (AVCN) und

dem posteroventralen (PVCN). Der AVCN projiziert zu den oberen Olivenkernen, LSO, MSO und MNTB (Lokalisierung von Schallquellen). Die

DCN und PVCN Zentren leiten das kodierte Signal zum Nucleus des Lemniscus lateralis (NLL) und zum Colliculus inferior (IC) weiter = letzten

Stufen der zeitlichen Periodizitätsanalyse. Die resultierende Information wird über den Thalamus (MGB) zum auditorischen Kortex übertragen.

Das Netzwerk spikender Neuronen besteht aus einem Triggerneuron, einem Oszillatorkomplex, einem Integratorkomplex und einem Koinzidenzneuron. Die Funktion des Netzwerkes basiertauf der Korrelation von zeitlich verzögerten und unverzögerten neuronalen Antworten. Diese

Signale laufen zu Neuronen, die als Koinzidenzdetektoren reagieren. Jede Modulationsperiode eines AM-Signals aktiviert das Triggerneuron, das dann eine rasche Oszillation (Oszillator-

Potential) mit einer vordefinierten Frequenz generiert. Parallel zu diesem Prozess reagiert das Integratorneuron im gleichen zeitlichen Zyklus - allerdings zeitverzögert. Das

Koinzidenzneuron wird nur aktiv, wenn die Integrationszeit gleich der Periode des Signals ist.

Acoustic signal istransformed to a

binary electrical signal30000 nerve fibersare used as parallel

data lines

Stimulate your nerves

Neural pulses (APs) in

motorneuronscauses muscle

contractions

Central

Nervous

System