Simulation von Schaltkreisen im menschlichen Rückenmark

Abstract

In meiner Diplomarbeit habe ich mich vor allem auf die Stimulation von Rhythm Generator Neuronen konzentriert. Diese Neuronen sind wichtig da unter anderem durch sie der Bewegungsapparat gesteuert wird. Die menschlichen Nervenfasern sind natürlich sehr komplex aufgebaut und bestehen aus vielen einzelnen Nervenzellen. Ich habe diese sehr komplexe Vernetzung von Nervenzellen auf ein sehr einfaches Modell reduziert, in dem nur mehr 10 einzelne Nervenzellen direkt verbunden sind. Zunächst habe ich mein Modell in NEURON implementiert und einen lang anhaltenden gleichbleibenden Impuls appliziert. Dieser konstante Impuls entspricht der Steuerung des Bewegungsapparates. Bei diesen Simulationen habe ich die wichtige Bedeutung des persistenten Natrium-Kanals erkannt.<br />Dieser Kanal ist ausschlaggebend für das rhytmische Verhalten der RG-Neuronen.<br />Im nächsten Schritt habe ich den lang anhaltenden Impuls durch kurze Impulse, von einer Frequenz zwischen 25Hz und 50Hz, ersetzt. Diese kurzen Impulse bewirken in der Realität unwillkürliche, schrittähnliche Bewegungen in den Beinen von Propanden mit kompletter Querschnittsläsion.