Programové nástroje pro modelování neuronových obvodů

Abstract

V problematice se zajímáme především o způsob, jakým octomilka používá senzorické vstupy z křídel a z halter k rychlému manévrování během letu. Jako prostředek bylo využito matematických modelů zpětnovazebného neuronového okruhu, který řídí pohyb křídla. Zapojením signálů z mechanoreceptorů na halterách do okruhu byl simulován průběh sakády. Model byl navrhnut jako soustava obyčejných diferenciálních rovnic (ODE), a realizován pomocí různých metod pro jejich řešení. V rámci práce je uveden metodický popis implementace nejvhodnější metody, ODE solveru s proměnným časovým krokem s použitím metody detekce události. Cílem studie je vysvětlit základní reflexy a neuromechanické vlastnosti systému a jejich vlivu na stabilitu letu.

We study how the fruit fly uses sensory input from wings and other structures to make fast flight maneuvers by mathematical modeling of the neural circuit that controls the wing movement. The simulation of saccade was made by including signals from mechanoreceptors on halters to the main feedback loop of the circuit. The model was designed as a set of ordinary differential equations (ODEs) and was realized by using different methods for solving of dynamical ODE. The description of implementation of optimal method, the ODE solver with event location, was introduced within the thesis. The aim of the study is to describe basic reflexes and neuro-mechanical properties of the system and their contribution to the flight stability.