همگام سازی فعالیت نوسانگرهای نورونی با وجود تاخیر در برهمکنش

همزمانی یکی از پدیده های اساسی در مغز به شمار می رود که در بخش های مختلفی از آن مشاهده می شود. حال اینکه چطور دو نورون غیریکسان با نرخ فعالیت ذاتی متفاوت، می توانند فعالیت خود را در حضور زمان های تاخیری قابل توجه همگام کنند؟ این سوالی است که در این پایان نامه به دنبال پاسخی برای آن هستیم. برای فهم بهتر دینامیک شبکه هایی که شامل تعداد زیادی از نورون ها هستند، مطالعه این موضوع از اهمیت ویژه ای برخوردار است که در ابتدا این حالت برای یک شبکه با شمار کم نورون ها (بعنوان مثال شبکه دو نورونی) بصورت کامل بررسی شود. بطور کلی نوسانگرهای جفت شده می توانند بر اختلاف نرخ فعالیت ذاتی خود غلبه کنند، اما همیشه این فرایند با یک تاخیر فاز همراه است. از طرف دیگر تاخیر در برهمکنش می تواند یک اختلاف فازی در فعالیت نوسانگرهای جفت شده وارد کند. در این پایان نامه به دنبال این موضوع هستیم که چطور همزمانی برای یک سیستم شامل دو نورون غیریکسان، با وجود تاخیر در برهمکنش بدست می آید. ما با استفاده از نتایج حاصل از محاسبات تحلیلی و عددی نشان داده ایم که برای دو نوسانگر نورونی جفت شده غیر یکسان، تاخیر در علامت دهی می تواند جبران کننده ی تاخیر فاز حاصل از اختلاف نرخ فعالیت شود، و فعالیت همزمان نوسان گرها با وجود سیناپس های تحریکی و مهاری که دارای تاخیرند به ازای بازه ی خاصی از زمان تاخیر امکان پذیر می شود. در ادامه شبیه سازی را برای دو گروه از سلول های عصبی تکرار می کنیم. در هر گروه جمعیتی از نورون ها را در یک شبکه کاملا متصل (همه به همه) در نظر می گیریم که با وجود اختلاف در پارامترهای ذاتی به واسطه جفت شدگی های بدون تاخیر و همچنین بر همکنش نسبتا قوی، تقریبا همزمان شده اند، اما جفت شدگی های بین شبکه ها از نوع تُنُک می باشند. نتایج مربوط به این بررسی همانند شبکه دو نورونی می شوند.