Сравнение модифицированных моделей Александрова-Сото второго и третьего порядков

16 ноября 2022 года
Цао Нин
(аспирант 2-го г. о., научный руководитель к.ф.-м.н. Бугров Д.И., рецензенты к.ф.-м.н. Шуленина Н.Э., асп. 4 г. о. Белоусова М.)

Для разработки вестибулярного протеза и технологии гальванической вестибулярной стимуляции ученые создали ряд математических моделей, описывающих информационные процессы в элементах вестибулярного аппарата. Модель биосенсора углового ускорения можно условно разделить на пять модулей: модуль динамики купуло-эндолимфатической системы, модуль механо-электрической трансдукции, модуль динамики активности волосковой клетки, модуль синаптической трансмиссии и модуль динамики активности афферентного первичного нейрона (АПН). 

Проведено сравнение откликов этой системы в двух случаях представления динамики АПН моделью Ходжкина-Хаксли с модификациями Сото-Александрова: моделью третьего порядка и моделью второго порядка.

Характеристикой выходного сигнала в обоих случаях принимается частота изменения мембранного потенциала АПН. Сравнение проведено для нескольких различных входов полной модели биосенсора (короткие механические стимулы), использованы несколько классических входных сигналов. Из результатов численного эксперимента видно, что полученная в этих экспериментах частота мембранного потенциала модели третьего порядка всегда выше частоты модели второго порядка, при этом разность частот мала и кривые изменений частот двух моделей хорошо отвечают на входы. Сделан предварительный вывод о схожести откликов полной системы для двух рассмотренных моделей динамики активности АПН.