摘要 — 仔细分析了 Hodgkin-Huxley 和 Hodgkin-Katz 为找出鱿鱼轴突中钠离子产生的电脉冲而进行的实验研究。他们以数学模型的形式定量描述了他们的发现,该模型用于产生产生神经兴奋和电流传导动作所必需的电位。我们提出了他们脉冲产生理论的创新量化模型。它将为从量化原理的角度探索理论提供新的研究平台,并使电动力学和量子场论方法在 Hodgkin-Huxley 方程及其应用的新分析中的应用成为可能。我们将讨论一些合理的应用和一些关于量化模型使用的新猜想。这可以看作是对数学哲学复兴和更新的补充努力。
从经典上讲,系统生物学主要集中于使用动态机械模型来阐明自然现象的基础。应用的流行模型形式主义包括普通和部分微分方程(分别为ODES和PDE),布尔网络,培养皿网,蜂窝自动机,基于个体的模型以及这些组合。机械模型的属性(包括方程式或规则的类型,初始条件或参数值)取决于所涉及的研究人员的领域,感兴趣问题以及专业知识,并且经常受到实验数据的可用性和质量的确定或约束。虽然经典,低维模型可以拟合一系列浓度,时间和空间依赖于空间的数据集(Michaelis and Menten,1913; 1913; Lotka,1920; Volterra,1926; Hodgkin and Huxkin and Huxkin and Huxkin and Huxley,1952),对于较大的,高度的高维生物学系统,可以扩散到
从经典上讲,系统生物学主要集中于使用动态机械模型来阐明自然现象的基础。应用的流行模型形式主义包括普通和部分微分方程(分别为ODES和PDE),布尔网络,培养皿网,蜂窝自动机,基于个体的模型以及这些组合。机械模型的属性(包括方程式或规则的类型,初始条件或参数值)取决于所涉及的研究人员的领域,感兴趣问题以及专业知识,并且经常受到实验数据的可用性和质量的确定或约束。虽然经典,低维模型可以拟合一系列浓度,时间和空间依赖于空间的数据集(Michaelis and Menten,1913; 1913; Lotka,1920; Volterra,1926; Hodgkin and Huxkin and Huxkin and Huxkin and Huxley,1952),对于较大的,高度的高维生物学系统,可以扩散到
躁郁症(BD)是一种慢性疾病,影响了世界人口的大约2.5%(Clemente等,2015; Merikangas等,2011)。虽然躁狂症状是BD的定义特征,但BD患者通常会花费更多的时间(Judd等,2002,2003),并且患者本身将抑郁症视为最繁重的情绪状态(MąCzka等,2010)。抑郁症状(甚至是亚州)与功能障碍,自杀性和对生活质量的负面影响有关(Altshuler等,2006;Bonnín等,2012; Hadjipavlou and Yatham,dive; (Ruggero等,2007)。目前可用于BD抑郁症的药物疗法有局限性(Frye等,2014; Yalin and Young,2020)。锂和抗精神病药与显着的副作用有关(Kemp,2014; Ketter等,2014),而抗抑郁药具有突破性躁狂症状的风险(Tondo等,2010)。即使接受治疗,许多患者也无法充分反应或重新恢复全部功能(Huxley和Baldessarini,2007; Wingo等,2010)。
Huxley先生为Fortismere的五所房屋开展的活动和比赛提供了联合负责人:富兰克林,济慈,图灵,塞尔文和沃尔斯托克拉夫特。到目前为止,该学期的学生已被邀请参加历史,科学,国际象棋和拼字游戏中的戏剧,前,城堡建筑和文艺复兴时期的绘画比赛。这将在学期结束时在圣诞节测验中达到顶峰。房屋系统使学生能够在一年中工作,并参加异常和愉快的活动。这是真正了解学校并增加享受的好方法,同时扩大了学生的社交界。我们会敦促更多的学生参与进来 - 健康的竞争是我们在学校所做的事情的重要组成部分,在像Fortismere这样的大型学校中,房屋提供了一种儿童大小的归属感。我们的学生记者与布鲁克斯女士一起在“新闻帮派”俱乐部工作,将帮助众议院负责人报告有关新闻通讯的活动和比赛。
摘要 局部场电位 (LFP) 记录反映了脑组织中电流源密度 (CSD) 的动态。突触、细胞和电路对电流汇和源的贡献尚不清楚。我们使用公共 Neuropixels 记录和基于模拟 17 种细胞类型的 50,000 多个神经元的 Hodgkin-Huxley 动力学的详细电路模型在小鼠初级视觉皮层中研究了这些情况。该模型同时捕获了脉冲和 CSD 反应并展示了双向分离:通过调整突触权重可以改变放电率,对 CSD 模式的影响很小,通过调整树突上的突触位置可以改变 CSD,对放电率的影响很小。我们描述了丘脑皮层输入和循环连接如何在视觉反应早期塑造特定的汇和源,而皮层反馈在后期对它们产生重大改变。这些结果建立了宏观脑测量(LFP/CSD)与基于微观生物物理学的神经元动力学理解之间的定量联系,并表明 CSD 分析为建模提供了强大的约束,超出了考虑尖峰的约束。
[1] D. Aoki,A。Huxley,E。Desolution,D。Braithwaite,J。Flouquet,J。P. Brison,Eve,C。Paulsen,Nature 2001,413。[2] F. S. Bergeret, A. F. Volcov, K. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B. B.模式。物理。2005,77。[3] A. I. Buzdin,修订版。模式。物理。2005,77。[4] M. Eschrig,T。Löfwander,Nat。物理。2008,4,138。 [5]圣约翰,L。Xie,J。J。Wang A. Bernevig,A。Yazdani,Science 2017,358。 [6] S. Ran,C。Eckberg,Q. P. Ding,Y。Furukawa,T。Metz,Science,2019,365。 R. [7] R. Cai,Ye,P.LV,Y。 公社。 2021,12。2008,4,138。[5]圣约翰,L。Xie,J。J。WangA. Bernevig,A。Yazdani,Science 2017,358。 [6] S. Ran,C。Eckberg,Q. P. Ding,Y。Furukawa,T。Metz,Science,2019,365。 R. [7] R. Cai,Ye,P.LV,Y。 公社。 2021,12。A. Bernevig,A。Yazdani,Science 2017,358。[6] S. Ran,C。Eckberg,Q. P. Ding,Y。Furukawa,T。Metz,Science,2019,365。R. [7] R. Cai,Ye,P.LV,Y。公社。2021,12。
通往健康的净零未来的途径:柳叶刀探路者委员会的报告Sarah Whitmee PhD 1,Rosemary Green Phd教授,Kristine Belesova博士,Kristine Belesova博士1,25博士1,25 Professor Kris Murray PhD 2 , Ms Jane Falconer MA 3 , Ms Blanca Anton MSc 1 , Ms Tamzin Reynolds MSc 1 , Dr Hugh Sharma Waddington, PhD 4,5 , Dr Robert Hughes MPH 1 , Dr Joseph Spadaro PhD 6 , Ms Aimée Aguilar Jaber MSc 7 , Dr Yamina Saheb 8 , Dr Diarmid Campbell-Lendrum PhD 9 , Ms Maria Cortés-Puch MSc 10 , Professor Kristie Ebi PhD 11 , Dr Rachel Huxley PhD 12 , Professor Mariana Mazzucato PhD 13 , Dr Tolu Oni PhD 14 , Dr Nicole de Paula PhD 15,16 , Professor Gong Peng PhD 17 , Mr Aromar Revi MSc 18 , Professor Johan Rockström PhD 19 , Dr Leena Srivastava PhD 20 ,Lorraine Whitmarsh教授21,RobertZougmoré博士22,Joy Phumaphi MSC 23,RT Hon Helen Clark MA 24,Andy Haines F Med Sci 1
1. 问题陈述(项目简要描述 - 需求和好处) 西华盛顿大学在环境教育和可持续性方面有着卓越的传统。最值得注意的是,西华盛顿大学是美国第一所专门致力于环境的学院的所在地 - 赫胥黎环境学院成立于 1969 年,并继续成为一所全国公认的机构,在环境科学和环境政策等领域培养高质量、就业就绪的毕业生。西华盛顿大学还因其对绿色建筑技术、可持续性和替代能源使用的承诺而获得了多项国家排名的认可,包括在美国环境保护署的全国高等教育绿色能源购买者前 30 名名单中持续名列前茅,以及在塞拉俱乐部的“最酷学校”名单上名列前茅,该名单根据全国各地的大学在解决气候问题和追求可持续运营战略方面所做的努力对其进行表彰。尽管西大在环境教育和可持续发展方面取得了成就,但容纳了大部分环境科学和地质学课程和实验室的大楼——西大环境研究中心,可以说是西大校园内最不环保、效率最低的教学设施。这座已有 45 年历史的环境研究中心在结构上非常适合密集的科学使用,但需要对关键的机械系统和空间利用进行重大升级,以解决代价高昂的低效率问题、提高安全性,并为学生提供更具协作性的研究和学习环境。此外,该建筑的许多机械系统已经过了使用寿命,需要维修或更换。2. 项目描述
在这项研究中,我们探讨了计算神经科学中的模拟设置。我们使用Genesis,一种通用模拟引擎,用于亚细胞组件和生化反应,现实的神经元模型,大型神经网络和系统级模型。Genesis支持开发和运行计算机模拟,但留下了一个差距,用于建立当今更大,更复杂的模型。大脑网络现实模型的领域已过度生长了最早模型的简单性。挑战包括管理软件依赖性和各种模型的复杂性,设置模型参数值,将输入参数存储在结果旁边以及提供执行统计信息。此外,在高性能计算(HPC)上下文中,公共云资源正在成为昂贵的本地集群的替代品。我们提出了神经模拟管道(NSP),该管道有助于使用基础架构作为代码(IAC)容器化方法,促进了大规模的计算机模拟及其部署到多个计算基础架构。作者通过定制的视觉系统(称为retnet(8×5,1))使用生物学上可见的霍奇金 - 赫斯利尖刺神经元,证明了NSP在用创世纪编程的模式识别任务中的效果。我们通过在Hasso Plattner Institute(HPI)将来以服务为导向的计算(SOC)实验室以及通过全球最大的公共云服务提供商的Amazon Web Services(AWS)上执行54套本地执行的模拟来评估管道。我们报告了使用Docker的非候选和容器的执行,并在AWS中呈现每个仿真的成本。结果表明,我们的神经模拟管道可以减少神经模拟的进入障碍,从而使它们更实用和成本效率。
