Hodgkin-Huxley Nöron Modelinin Matlab Temelli Elektriksel Devre Benzetimi

Authors : Fikret YALÇINKAYA, Burak TEMEL, Ahmet Sami DOĞRU, Ramazan GÜNGÜNEŞ

Pages : 711-723

Doi:10.29137/umagd.775360

View : 25 | Download : 11

Publication Date : 2020-06-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Sinir hücrelerinin çalışmasını anlamak, fizyolojik özelliklerini ve davranışlarını incelemek için geliştirilen Hodgkin-Huxley, FitzHugh-Nagumo, Morris-Lecar, Hindmarsh-Rose, Izhikevich, Integrate & Fire ve Adaptive Exponential Integrate-Fire gibi birçok modelleme mevcuttur. Bu nedenle özellikle son yıllarda nöron yapısı, davranışı ve nöronlar arası fenomenler üzerine yapılan çalışmalar önemli bir alan haline gelmiştir. Nöron fizyolojisinin ve davranışlarının daha iyi anlaşılması için Hodgkin-Huxley insert ignore into journalissuearticles values(HH); nöron modeli, nümerik metotlar ile birçok kez simüle edilmiştir. Fakat literatür incelendiğinde Hodgkin-Huxley nöron modelinin elektriksel eş devresinin simüle edilmediği görülmüştür. Bu çalışmada, Hodgkin-Huxley nöron modeli eşdeğer devresi temel alınmış ve MATLAB/Simulink ortamında temel elektronik devre elemanları kullanılarak, nümerik metot benzetimlerinde kullanılan parametre değer aralıkları ile simüle edilmiş ve aksiyon potansiyelinin sadece dinlenme aşamasının oluştuğu diğer aşamaların oluşmadığı gözlemlenmiştir. Ancak devreye uygulanan uyarı akımı ve devrenin kapasite parametreleri değiştirildiğinde aksiyon potansiyelinin dinlenme, depolarizasyon ve repolarizasyon aşamalarının oluştuğu fakat hiperpolarizasyon durumunun tam olarak oluşmadığı gözlemlenmiştir. Böylece, nöron elektriksel eş devresinin oluşturduğu membran geriliminin, uyarı akımlarıyla ve kapasitans değerleriyle doğrudan ilişkili olduğu anlaşılmıştır.
Keywords : Hodgkin Huxley Modeli, Nöron Modelleri, Aksiyon Potansiyeli, Sinir Hücresi