نام پژوهشگر: حامد زحمتی
حامد زحمتی بهروز رییسی
عصب شناسی ریاضیاتی که به دو بخش عصب شناسی نظری و محاسباتی تفکیک می شود، حوزه نوظهوری در عرصه علوم اعصاب است که در آن ریاضیات نقش بنیادی در توصیف و پیش بینی رفتارهای رفتارهای نورنی دارد. در اینجا منظور از عصب شناسی، حوزه وسیعی است که شامل نوربیولوژی سلولی و مولکولی، سیستمهای نوروفیزیولوژیکی، عصب شناسی رفتاری، و دیگر حوزه های است که در سیستم عصبی مورد مطالعه قرار می گیرند.[9] اولین آثار ظهور عصب شناسی ریاضیاتی، به کارهای اصلی الن هاچکینگ و اندرو هاکسلی در سال 1950 [6,7] و نیز لاپیکو در قرن قبل بر می گردد. کارهای هاچکینگ و هاکسلی برای آنها جایزه نوبل را به ارمغان آورد، و شگفت آنکه معادلات آنها امروزه نیز به همان فرم توصیف شده به کار میروند. این مدل پیچیده، توصیف کننده مکانیسم تولید پتانسیل عمل یا تکانه عصبی در یک نورن خاص (نورن بازویی اسکوئیت) است که در محل خاصی به نام آکسون هایلاک تولید می شود. تنها چند سال بعد فیتزهاگ، تحلیل صفحه فازی دو بعدی از مدل های نورونی را ارائه داد و اولین مدل ساده یک تکانه عصبی را معرفی کرد که تنها از دو متغیر تشکیل می شد. امروزه مدل هاچکینگ هاکسلی را در رده مدل های مبتنی بر رسانایی قرار می دهند. این نوع مدل ها ساده ترین نمایش بیوفیزیکی سلول های تحریک پذیر نظیر سلول های عصبی است. در این پایان نامه رده خاصی از مدل های مبتنی بر رسانایی، موسوم به مدل های مینیمال مورد بررسی قرار گرفته اند. این نوع مدل ها با کمترین تعدا پارامتر و متغیرهای دریچه ای قادر به توصیف بسیاری از خواص الکتریکی سلول های عصبی هستند. تحلیل های انجام شده روی این مدل ها عموماً به صورت عددی است. ما توانستیم برای حالت خاصی از مدل های مبتنی بر رسانایی مینیمال یک تحلیل در حد نزدیک به رده بندی ارائه دهیم.