Устройство для моделирования висцеросоматического взаимодействия нейронов

 

Изобретение относится к моделированию биологических процессов и предназначено для использования в биокибернетических исследованиях, в частности для построения нейронных сетей, а также в измерительных системах. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования за счет воспроизведения основных свойств сегментарного нейронного механизма висцеро-соматического взаимодействия. Поставленная цель реализуется за счет введения в состав известного устройства блока моделирования соматического афферентного волокна, блока моделирования висцерального афферентного волокна, блока моделирования выходных аксонов вставочных нейронов, элемента НЕ. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО УСТРОЙСТВА ПОЗВОЛЯЕТ МОДЕЛИРОВАТЬ СЕГМЕНТАРНЫЙ МЕХАНИЗМ НЕЙРОННОГО ВИСЦЕРО-СОМАТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ. ЭТО ДАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ СОЗДАВАТЬ СЕТИ, МОДЕЛИРУЮЩИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ МОЗГА. 2 ИЛ.

СОЮЗ СОНЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!m ЯО пи, 5 ЯДЫ 8

П!! г 6 06 С 7/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4229036/28-14 (22) 13,04.87 (46) 07,11.89. Бюл. 9 41 (7! ) Вильнюсский завод электроизмери- тельной техники и Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (72) И.К.Березовский и И.И.Цыгельный (53) 681 .333 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 694873, кл. С 06 G 7!60, l979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНИЯ

В1!С1ДРО-СОИАТИЧЕСКОГО ВЗАИ1ОДЕЙСТ31И ,НЕЙРОНОВ (57) Изобретение относится к моделированию биологических процессов и предназначено для использования в биокибернетических исследованиях, в частности для построения нейронных

Изобретение относится к моделированию биологических процессон и предназначено для использования в биокибернетических исследованиях, в частности для построения нейронных сетей, а также в измерительных системах.

Цель изобретения, — повышение достоверности моделирования за счет воспроизведения основных свойств сегментарного нейронного механизма висцеро-соматического взаимодействия.

На фиг .1 представлена функциональная схема устройства для моделирования нейрона; на фиг.2 — пример конкретной реализации.

Устройство содержит блок I моделирования соматического афферентного з сетей, а также в измерительных системах. Цель изобретения — повышение достоверности моделирования эа l."÷åò воспроизведения основных снойс1н cer. MBH Tñ÷ рного н ейронного мехаи кэмп н ис

Dc -ïÎñoNÉòè÷þского взаимодейстРия, Поставленная цель реализуется "=-а счет введения в состав известно -о устройства блока моделирования соматического афферентиого волокна, блока моделирования висцерального аффереитного волокна, блока моделиронаиия выходных аксонов встаночных нейроион, элемента HE. Применение предлагаемого устройства позволяет моделировать сегментарный механизм нейронного вис-, c церо соматического взаимодействия

Это дает возможность создавать сети, моделирующие функциональные системы мозга. 4 з.п. ф-лы, 2 ил. волокна, блок 2 моделирования висце,рального.афферентиого волокна, блок 3 моделирования выходных аксонов нстаночных нейронов (с узким динамическим @ . рядом), блок 4 моделиронаиия сегмен- О

-.àðíîãî нейрона (с широким дкнамичес- СЮ ким рядом} и элемент НЕ 5.

Блок 1 моделирования соматического афферентного волокна содержит второй элемент НЕ-ИЛИ 6 с Б-группой нходон, р где Н - количестно волокон в пучке, первый 7 и второй 8 однонибраторы.

Блок 2 моделирования нисцерального афферентиого волокна содержит первый элемент НЕ-ИПИ 9 с N-группой входон, где И вЂ” количество волокон Б пучке.

1520558

Блок 3 моделирования выходных ак— сонов вставочных нейронов содержит первую группу импульсных генераторов, включающую в себя импульсные генера5 торы 10 и 11 вторую группу импульсных генераторов, включакицую в себя импульсные генераторы 1 2 и 1 3, элемент 2 НЕ-ИЛИ-НЕ 14, элемент 2HI:-HJIH

15, элемент 2И-НЕ 16. 10

Блок 4 моделирования сегментарного нейрона содержит первый 17 и второй 18 D-триггеры, элемент 3НЕ-ИЛИ 19, элемент 2И 20.

Устройство работает следующим образом.

На возбуждаемые-входы блока 1 моделирования соматического афферентного волокна поступает входной сигнал низкого уровня. С выхода этого блока сигнал поступает на вход блока 4 моделирования сегментарного нейрона. В промежутке между синхронизированными сигналами, поступающими с выхода блока 4, постоянно находится высокий 25 уровень напряжения. При поступлении на вход блока 2 моделирования висцерального афферентного волокна возбуждающего сигнала на выходе блока 4 устанавливается низкий уровень. ЗО

Если в это х<е время на управляющий (разрешающий) вход устройства поступает низкий уровень управляющего сигнала, то, пройдя через элемент НЕ 5, управляющий сигнал разрешает поступление информации о наличии входного сигнала на выход блока 4 моделирования сегментарного нейрона.

Входными сигналами могут быть как импульсные сигналы, так и потенци- 40 альные.

Таким образом, при поступлении на вход устройства любого сигнала низкого уровня на.его выходе, при условии подачи сигнала низкого уровня на управляющий (разрешающий) вход, имеется выходной сигнал. Для того, чтобы выходной сигнал не существовал бесконечно долго после прихода одиночного входного импульса, предусмотрена система внутреннего сброса, организованная двумя группами импульсных генераторов, входящими в состав блока 3 моделирования выходных аксонов вставочных нейронов, Группа сигналов сброса

55 синхронизирована таким образом, что сигналы этих импульсных генераторов подаются одновременно, а через заданный промежуток времени также одновременно подаются сигналы следующих групп импульсов. Периоды повторения импульсных сигналов одинаковые. При этом на выходе устройства, если поступил сигнал и на управляющий вход элемента НЕ 5, появляется сигнал "1" (высокий уровень).

Таким образом, после поступления на один иэ возбуждающих входов одиночного входного сигнала, выходной сигнал (высокий уровень) на выходе устройства при поступлении управляющего сигнала сохраняется в течение времени t, которое характеризуется формулой (Т +Г) < < (2Т + ° ), где Т, — период следования импульсных сигналов, ф

c — длительность входного сигнала устройства.

При поступлении на возбуждающие входы устройства серии входных импульсов высокий уровень на выходе устройства сохраняется (при подаче сигналов на управляющий вход) в случае, если не,менее, чем каждый последующий сигнал входной последовательности поступает в интервал времени между каждой последовательностью сигналов сброса (т,е,, если входные сигналы поступают чаще, чем То) или, если длительность каждого из серии входных сигналов больше Т . Если входные сигналы на возбуждающие входы устройства поступают реже, чем Т,, то высокий уровень на выходе устройства сохраняется (при подаче сигналов на управляющий вход) аналогично описан— ному случаю одиночного возбуждающего сигнала для каждого из серии входных импульсов.

Применение предлагаемого устройства позволяет моделировать сегментариый механизм нейронного висцеро-соматического взаимодействия, что дает воэможность создавать сети, моделирующие функциональные системы мозга, осуществляющие регуляцию соматических и висцеральных функций.

Формула изобретения

1. Устройство для моделирования висцеро-соматического взаимодействия нейронов, содержащее блок моделирования нейрона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достовер"! 520558 ности моделирования за счет воспроиз( ведения основньж свойств сегментарного нейронного механизма висцеросоматического взаимодействия, в него

5 введены блок моделирования соматического афферентного волокна, блок моделирования висцерального афферентного волокна, блок моделирования выходньж аксонов вс.тавочных нейронов, элемент

НЕ, причем первый выход блока моделирования соматического афферентного волокна соединен с первым входом блока моделирования висцерального афферентного волокна и первым входом бло- 15 ка моделирования нейрона, второй выход которого соединен с первым входом блока моделирования выходных аксонов вставочных нейронов, первый выход которого соединен с вторым входом 2р блока моделирования висцерального афферентного волокна, выход которого соединен с вторым входом блока моделирования нейрона, третий вход которого соединен с вторым выходом блока 25 моделирования выходных аксонов вставочных нейронов, второй вход которого объединен с входом элемента HE и является управляющим входом устройства, третий вход блока моделирования висцерального афферентного волокна является возбуждающим входом устройства, вход блока моделИрования соматического афферентного волокна является тормозящим входом устройства, а выход блока моделирования нейрона является выходом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок моделирования висцерального афферентного волокна содержит первый элемент КЕИЛИ, который имеет Н-входов по числу волокон в пучке, а выход является выходом блока.

° 1 о т л H 4 ч а ю щ е е с я тем, что блок моделирования соматического афферентного волокна содержит в-орой элемент ИЕИПИ, первый и второй одновибраторы, причем второй элемент HE-ИЛИ имеет

И-входов по числу волокон в пучке, выход которого соединен с входами перI вого и второго одновибраторов, выходы которых являются выходами блока.

4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок моделирования сегментарного нейрона содержит первый и второй D-триггеры, элемент 311Е-ИЛИ, элемент И, причем входы первого D-триггера являются входами блока, а выход соединен с первым входом элемента 3НЕ-ИЛИ, два вторых входа которого являются входами блока, а выход соединен с установочным входом второго D-триггера, второй вход которого является третьим входом блока, а выход соединен с первым входом элемента И, второй вхог. которого является четвертым входом блока, а выход является выходом блока.

5. Устройство по п,l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок моделирования выходных аксонов вставочных нейронов содержит первую группу импульсных генераторов, включающую два генератора, вторую группу импульсных генераторов, включающую два генератора, элемент 2НЕ-1ШИ-HE элемент 2НЕ-ИПЕ1, элемент 2И-НЕ, причем первый выход первой группы импульсных генераторов является первым выходом блока, а второй вьмод соединен с первым входом элемента 2НЕ-ИЛИ-НЕ, второй вход которого является первым входом блока, а выход — вторым выходом блока, первый и второй выходы второй группы импульсных генераторов являются третьим и четвертым выходами блока, а первый вход — вторым входом блока.

1520558

Составитель А.Сапко Техред:А Кравчук

:Редактор О.Головач

Корректор М.Иаксимиаинец

Заказ 6161/52 Тирах 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКРГ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101