神经系统中的协同行为与能量消耗

项目名称： 神经系统中的协同行为与能量消耗

项目编号： No.10975063

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈勇

作者单位： 兰州大学

项目金额： 30万元

中文摘要： 神经系统中普遍存在运用小尺度个体的集合来替代单一大尺度个体来可靠实现相应功能的协同工作现象。通常，人们关注的是这一协同合作现象背后的噪声效应是如何提高其信息处理的能力。本项目通过理论分析与数值模拟相结合，并开展部分实验，在考虑噪声效应的同时，从信息处理过程能量消耗的角度，定量研究神经元及其网络、神经纤维和突触等神经系统重要组件中的协同行为。首先，对于单个神经元和神经网络，主要通过研究信号发放时的噪声效应以及能量消耗，对比分析神经回路的协同效应。对于神经纤维，主要研究细小神经束与单个神经纤维上不同类型信号传递的可靠性，同时探讨相应的能量消耗和噪声效应。对于化学性突触的离子转运过程，主要针对膜面积较大的突触泡与小突触泡集合进行研究。本项目研究噪声效应的同时，试图从如何在消耗较低能量下保证信号处理可靠性的角度来阐明神经系统中的协同行为。这对于理解和学习生物神经系统运行机制具有重要意义。

中文关键词： 神经元；噪声；协同行为；代谢能量；网络

英文摘要：

英文关键词： neuron；noise；cooperative behaviors；metabolic energy；networks