Нейроны свойства

Нейронные сети в настоящее время широко используют в химической технологии для решения различных задач распознавания образов. Одной из важнейших функций мозга является способность распознавать (узнавать) объекты и явления, которую называют феноменом восприятия. Образ — это множество объектов (или явлений), обладающих общими свойствами (признаками). При этом принимают во внимание только существенные признаки, которые присущи объектам одного образа и не встречаются у объектов других образов. Распознаванием называют процесс обработки информации об объекте, в результате которого последний относится к тому или иному образу. Таким образом, распознавание является разновидностью процессов классификации. Процессу распознавания всегда предшествует процесс обучения. Различают обучение с учителем и самообучение. [c.89]

Разработка новых подходов и методов для анализа связи между структурой и свойствами и биологической активностью органических соединений, открывающих путь к эффективному планированию синтеза соединений с заданными характеристиками, является важной проблемой современной органической химии. В статье рассматриваются основные принципы методов предсказания физико-химических свойств и биологической активности химических соединений, а также дизайна новых соединений с заданными свойствами и биологической активностью, развиваемые нами новые подходы и их применение для решения конкретных задач. Основные направления работ связаны с построением регрессионных моделей и генерацией структур, использованием локальных молекулярных характеристик и искусственных нейронных сетей, молекулярным моделированием белков и лигандов. [c.112]

Память не сосредоточена в одном строго локализованном участке мозга, подобно центрам зрения, слуха, речи и т.д. В то же время память—не свойство всего мозга в целом. Субстратом памяти человека являются нейроны. [c.641]

МЫ — ЭТО биохимия нейронов Дело в том, что такое определение не включало бы высшие жизненные функции нервной системы ощущение, восприятие, мышление, обучаемость и сознание. Все эти функции, очевидно, обусловлены не просто биохимическими свойствами единичных нейронов, а возникают в результате интеграции сотен миллионов нейронов в сложные системы. Биохимический анализ мозга человека сам по себе дает не больше для понимания функции мозга, чем анализ красителей для оценки живописи. Несмотря на бесконечное разнообразие Нейронов и сложность их функций, биохимия этих клеток весьма стереотипна и работа единичного нейрона настолько проста, что кажется почти примитивной по сравнению с его функционированием в составе нервной системы. [c.8]

Нейроны имеют столь разнообразные функции, что следует предположить существование процесса адаптации единичных нейронов к их специфическим функциям. Центральная нервная система, например, в основе своей — более дифференцированный орган, чем печень, где различные функции распределены между относительно немногими типами клеток. Хотя нейроны с их стереотипными сигналами проявляют много одинаковых основных функций, определенно имеются также высокоспециализированные нейроны с особой, присущей только им нейрохимией. Вначале, как это традиционно для нового раздела науки, мы сосредоточимся на общих свойствах предмета изучения, т. е, на свойствах нейронов. [c.9]

Плазматическая мембрана. Нейрон, как и всякая другая клетка, заключен в мембрану (рис. 1.14). Ее свойства, однако, более тесно связаны с функционированием нейрона, чем в слу- [c.25]

Синапсы — это область функциональных контактов между плазматическими мембранами нейронов. Вещества, влияющие на нервную активность, такие, как эндогенные нейромедиаторы или многочисленные экзогенные лекарственные препараты (например, местные анестетики, нейротоксины), действуют на уровне мембраны. Биологические или патологические изменения в нервной системе часто возникают как следствие изменений нейрональных мембран. Следовательно, в описание основ нейрохимии нужно обязательно включать сведения об образовании и свойствах биологических мембран. В гл. 2 и 3 рассматривается строение молекул веществ, входящих в состав мембран, описываются модели мембран, а также функционирование и [c.26]

Нервные клетки передают сигналы в виде электрических импульсов на значительные расстояния со скоростью несколько сотен метров в секунду. Для понимания химических основ функции нерва необходимо знание электрических свойств нейрона, изучением которых занимается электрофизиология. Для систематического и детального изучения проблем электрофизиологии следует обратиться к обзорам [1—2], в них специалисты смогут найти нужную информацию. [c.110]

В гл. 1 уже говорилось о то.м, что практически все функции нейронов в большей или меньшей степени обусловлены свойствами мембран. В частности, мембранную природу имеют такие явления как распространение нервных импульсов, их электрическая или химическая передача от клетки к клетке, активный транспорт ионов, клеточное узнавание и развитие синапса, взаимодействие с нейромодуляторами, нейрофармакологическими веществами и нейротоксинами. Такой, несколько односторонний взгляд уточняется в настоящей главе рассмотрением цитоплазмы нейронов. Хотя в основном она сходна с цитоплазмой других клеток — в ней обнаружены те же органеллы (а также синаптические везикулы) и ферменты (и, кроме того, участвующие в метаболизме медиаторы), однако нейрональная цитоплазма адаптирована специфическим образом именно к функциям нейронов. [c.303]

Специфичность и пластичность — два основных свойства нервной системы, которые требуют объяснения на молекулярном уровне. В основе дифференциации нейрона и правильного сопряжения нейронной сети должна лежать генетическая программа, однако она должна быть достаточно гибкой, а результат в целях необходимой адаптации достаточно пластичным. [c.349]

По тем же самым причинам при увеличении проводимости для ионов Na (g Na) мембранный потенциал сместится к новому уровню, близкому к равновесному потенциалу для натрия (рис. 18-8, ). В действительности именно это и происходит на короткий момент во время прохождения импульса (потенциала действия) в результате открывания потенциал-зависимых натриевых каналов. В отличие от каналов утечки этн каналы почти все закрыты, когда нейрон находится в состоянии покоя, и открываются только при изменении мембранного потенциала. Свойства потенциал-зависимых натриевых каналов будут подробно рассмотрены ниже. [c.79]

Разработки в области применения искусственных нейронных сетей в химии и химической технологии основываются на способности нейронных сетей к обобщению информащш и, как следствию этого, прогнозироваию поведения изучаемого объекта, а так же их способности сколь - угодно точно аппроксимировать многомерные ( в том числе и разрывные ) отображе1шя. Отсюда вытекают успешные применения нейронных сетей для предсказания свойств химических соединений, протекания физике - химических процессов и их управления. [c.73]

Таким образом, подводя итог вышеизложешюму, следует отметить следующее 1) искусственные нейронные сети - чрезвычайно быстро развивающаяся область знания, внедряющаяся во многие прикладные исследования 2) в химии и химической технологии к настоящему времени нейронные сети успепшо применены для предсказания физико-химических свойств соединений и их смесей, управления химико-технологическими процессами и системами, диагностике химических производств, а также аппроксимации сложных функционаганых зависимостей 3) исследования по поиску новых приложений нейронных сетей шггенсивно ведутся, и, скорее всего, в ближайшем будущем появятся новые и интересные приложения их в химической науке. [c.77]

В полипептидной цепи эта группа, как предполагалось в модели Лаки и Коулсона, отцает четыре электрона для образования общей я-орбитали. Согласно этой модели белок является полупроводником, причем л-электронные орбитали располагаются перпендикулярно оси полипептидной цепи. Позже Эванс и Герей, рассматривая пептидную группу как элементарную ячейку, пришли к выводу о наличии в молекуле белка трех энергетических зон, из которых одна свободна. Более точные расчеты показали, что ширина запрещенной зоны в белках довольно велика и равна 5 эВ. Бриллюэн предложил модель, в которой зоны проводимости белка получаются за счет перекрытия ст-связей. В этой модели ширина запрещенных зон еще больше (8—10 эВ). Проблема полупроводи-мости белковых систем пока ждет решения. Эксперимент показывает, что энергия фотовозбуждения отдельных групп, связанных с белковой цепью, может мигрировать на значительные расстояния и вызывать флуоресценцию других групп. Комплекс миоглобина с оксидом углерода (II) отщепляет СО при действии излучения, которое не поглощается гемином (т. е. группой, непосредственно связанной с СО), но поглощается триптофаном и тирозином — аминокислотами, остатки которых входят в состав белка миоглобина. Здесь энергия мигрирует от белка к геминовой группе. Эти важные свойства белков показывают, что белки в некоторых случаях способны передавать энергию возбуждения, т. е., в общем случае, сигналы . В ходе эволюции функции передачи сигналов в форме серии дискретных импульсов, частота которых зависит от силы раздражения, перешли к более совершенной системе — нейронам нервной сети. [c.348]

Искусственные нейронные сети успешно нами применялись для предсказания различных свойств и биоактивности органических соединений температур кипения, плотности, липофильности и др. [7]. В последние годы нами разработана концепция обучаемой симметрии для искусственных нейронных сетей [8], а также методы интерпретации нейросетевых QSAR/QSPR моделей [9]. [c.115]

В последние годы была разработана специальная архитектура нейронной сети для прямых корреляций структуры (представленной матрицей смежности) со свойствами без предварительного вычисления дескрипторов [2]. Такие нейронные сети использовались как для моделирования физико-химических свойств, так и некоторых видов биоактивности [2]. [c.115]

Эта схема совпадает с люделью, впервые введенной Лотка [115] и Вольтерра [193] для описания взаимоотношения хиш,ник — жертва. Системы, подобные (14.10) и (14.11), мы будем называть моделями Лотка — Вольтерра. Недавно они нашли применение в таких фундаментальных биологических проблемах, как проблема биологических часов [12, 13] и временные свойства нейронных сетей [33]. [c.208]

Еще одно общее свойство нейронов, имеющее важнейшее значение для работы мозга, состоит в том, что частота импульсов в нейроне зависит от силы и длительности стимула. Чем сильнее стимул, тем быстрее залп Спайков (пиков), проходящих по аксону. Таким образом, функция мозга человека в значительной степени сводится к расшифровке потока импульсов. Частота импульсов, проходящих по нейронам, колеблется от нескольких импульсов в секунду до максимальной частоты для большинства нервных волокон — 200 имп./с (в клетках Реншоу в спинном мозге частота импульсации может достигать 1600 импульсов в секунду). Максимум частоты импульсации определяется величиной рефрактерного периода, составляющего мс (гл. 5, разд. Б, 3). [c.327]

Л1 12 300, который способствует выживанию в культуре и появлению отростков у сенсорных нейронов цыпленка, однако этот белок отличается от NGF по антигенным и функциональным свойствам. Наконец, имеется очевидное, хотя и косвенное, свидетельство существования фактора роста мотонейронов (MNGF), влияющего на соматические двигательные нейроны. Возможно, MNGF и есть еще один важный трофический фактор, который бы следовало охарактеризовать биохимически. Однако из-за низкой концентрации этого фактора в соответствующих тканях его дальнейшее исследование потребует применения методов генной инженерии. [c.328]

При уменьшении а сигмоида становится более пологой, при а = О, вырождаясь в горизонтальную линию на уровне 0,5 при увеличении а сигмоида приближается по внешнему виду к функции единичного скачка с порогом Т в точке х = 0. Из выражения для сигмоиды очевидно, что выходное значение нейрона лежит в диапазоне [О, 1]. Одно из ценных свойств сигмоидной функции — простое выражение для ее производной [c.705]

И как ОНН попадают в нужные места Нервная система ставит перед нами еще одну проблему как образуются правильные соединения между нервными иетками В большинстве других областей эмбриологии можно рассматривать клетки как точечные объекты, каждый из которых занимает определенное положение и обладает определенными внутренними свойствами. Но сущ. ность нейрона в том и состоит, что он не является точечным объектом он необычайно вытянут и снабжен длинным аксоном и дендритами, соединяющими его с другими клетками. Фунющя нейронов состоит в регулировании и интеграции различных видов активности организма, и эта функщ1я определяется их соединением. Если соединения ошибочны, работа нервной системы будет нарушена. Мы уже можем объяснить, как образуются нейроны различных типов и как их тела уиадьшаются в регулярную структуру для этого мы привлекаем те же принщшы, которые применимы и к остальным системам тела. Тем не менее упорядоченный рост аксонов и дендритов и образование правильной системы синапсов представляют собой явления иного порядка. Передний конец растущего аксона или дендрита ползет примерно так же, как и мигрирующая клетка его можно назвать мигрирующим органом неподвижной клетки. И движения такого мигрирующего органа регулируются частично теми же факторами, что и движения мигрирующей клетки (контактными воздействиями и др.), но, когда мы рассматриваем его взаимоотношения с телом иетки и с другими нервными волокнами и его способность образовывать синапсы, перед нами встают новые проблемы, требующие нового подхода. Поэтому мы не будем здесь углубляться в вопросы построения нервной системы-высшего продукта индивидуального развития,-мы вернемся к этим вопросам в главе 18. [c.126]

Поразительная способность к узиаванию делает иммунную систему уникальной среди клеточных систем, за исключением, может быть, только нервной системы. В самом деле, иммунная и нервная системы имеют ряд общих свойств. Самое важное из них то, что обе системы состоят из очень большого числа фенотипически различающихся клеток, организованных в сложные сети. В пределах такой сети между отдельными клетками возможны как пози-, тивные, так и негативные взаимодействия, причем ответ одной клетки распространяется в системе н сказывается на многих других клетках. В отличие от сети нейронов, относительно жестко фиксированной в пространстве, клетки, составляющие иммунологическую сеть, непрерывно перемещаются и лишь кратковременно взаимодействуют друг с другом. В следующей главе мы рассмотрим клеткн нервной системы позвоночных, которая особенно выделяется среди других клеточных систем своей сложной и хитроумной организацией. [c.66]

Тем не менее в этой области достигнуты важные успехи, особенно в результате изучения отдельной нервной клетхи и составляющих ее молекул. Здесь по крайней мере может быть вьшелено несколько простых общих принципов, на основе которых должно строиться любое объяснение работы всей многоклеточной системы. В самом деле, как это ни парадоксально, мозг в целом остается самым таинственным органом нашего тела, хотя свойства отдельных нейронов изучены лучше, чем свойства любых других клеток. Исходя из этих свойств, мы уже начинаем объяснять действие малых частей огромной системы в целом организме. Поэтому в настоящей главе речь пойдет в основном о нервной клепсе, причем мы будем двигаться от молекулярного уровня вверх. Мы рассмотрим, каким образом относительно небольшая группа мембранных белков (в основном это белки ионных каналов) позволяет клетке принимать сигналы извне, передавать эти сигналы и отвечать на них. В заключение мы познакомимся с тем, как нейроны в процессе своего развития образуют упорядоченную сеть связей, которая и составляет основу функционирующей нервной системы. [c.71]

ЭТИХ сигналов, природа их во всех случаях одинакова и состоит в изменении электрического потенциала на плазматической мембране нейрона. Передача сигналов основана на том, что электрическое возмущение, возникшее в одном участке клетки, распространяется на другие участки. Если нет дополнительного усиления, эти возмущения затухают по мере удаления от их источникоа На коротких расстояниях затухание незначительно, и многие нейроны проводят сигналы пассивно, без усиления. Однако для дальней связи такого пассивного распространения сигнала недостаточно. Поэтому у нейронов с длинными отростками в ходе эволюции выработался активный сигнальный механизм, представляющий собой одно из самых удивительных и характерных свойств нейрона. Электрический стимул, сила которого превышает определенную пороговую величину, вызывает взрыв электрической активности, распространяющийся с большой скоростью вдоль плазматической мембраны нейрона. Эту бе17щую волну возбуждения называют потенциалом действия или нервным импульсом. Потенциал действия передает информацию с одного конца нейрона на другой без затухания со скоростью до 1(Ю м/с, а в некоторых нейронах еще быстрее. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология