Lectures in Supercomputational Neurosciences: Dynamics in Complex Brain Networks

علوم اعصاب محاسباتی یک زمینه تحقیقاتی در حال رشد است که در آن تنها تلاش ترکیبی دانشمندان علوم اعصاب، زیست شناسان، روانشناسان، فیزیکدانان، ریاضیدانان، دانشمندان کامپیوتر، مهندسان و سایر متخصصان، به عنوان مثال، انجام می شود. از زبان شناسی و پزشکی، به نظر می رسد که می تواند محدودیت های دانش ما را گسترش دهد.

جلد حاضر، عمدتاً از دیدگاه فیزیکدانان، مقدمه ای است بر موضوع با مشارکت عمیق دانشمندان علوم اعصاب سیستم. یک مدل مفهومی برای شبکه‌های پیچیده نورون‌ها معرفی شده است که بسیاری از ویژگی‌های مهم مغز واقعی، مانند انواع مختلف نورون‌ها، نواحی مختلف مغز، جفت‌گیری مهاری و تحریکی و انعطاف‌پذیری شبکه را در بر می‌گیرد. پیاده سازی محاسباتی بر روی ابررایانه ها که در این کتاب به تفصیل معرفی و مورد بحث قرار گرفته است، خوانندگان را قادر می سازد تا الگوریتم را برای تحقیقات خود اصلاح و تطبیق دهند. نمونه‌های کارشده‌ای از کاربردها برای شبکه‌های نورون‌های موریس-لکار برای مدل‌سازی اتصالات قشر مغز یک گربه ارائه شده‌اند که با داده‌های مطالعات تجربی پشتیبانی می‌شود.

این کتاب به‌ویژه برای دانشجویان تحصیلات تکمیلی و غیرمتخصصان رشته‌های مرتبط با پیش‌زمینه علمی عمومی مناسب است، که به‌دنبال مقدمه‌ای قابل‌توجه اما \"دستی\" برای موضوع هستند.

Computational Neuroscience is a burgeoning field of research where only the combined effort of neuroscientists, biologists, psychologists, physicists, mathematicians, computer scientists, engineers and other specialists, e.g. from linguistics and medicine, seem to be able to expand the limits of our knowledge.

The present volume is an introduction, largely from the physicists' perspective, to the subject matter with in-depth contributions by system neuroscientists. A conceptual model for complex networks of neurons is introduced that incorporates many important features of the real brain, such as various types of neurons, various brain areas, inhibitory and excitatory coupling and the plasticity of the network. The computational implementation on supercomputers, which is introduced and discussed in detail in this book, will enable the readers to modify and adapt the algortihm for their own research. Worked-out examples of applications are presented for networks of Morris-Lecar neurons to model the cortical connections of a cat's brain, supported with data from experimental studies.

This book is particularly suited for graduate students and nonspecialists from related fields with a general science background, looking for a substantial but "hands-on" introduction to the subject matter.