edoc-Server der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Autor(en): Susanne Schreiber
Titel: Frequency preference and reliability of signal integration
Gutachter: Andreas V. M. Herz; Thomas Höfer; Uwe Heinemann
Erscheinungsdatum: 21.07.2004
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-10032926)
Fachgebiet(e): Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter (ger): Modell-Neuronen, Ionenkanäle, zeitliche Präzision, Frequenz-Selektivität
Schlagwörter (eng): model neurons, ion channels, spike timing reliability, frequency selectivity
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Zitationshinweis: Schreiber, Susanne: Frequency preference and reliability of signal integration; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 21.07.2004, urn:nbn:de:kobv:11-10032926
Metadatenexport: Um den gesamten Metadatensatz im Endnote- oder Bibtex-Format zu speichern, klicken Sie bitte auf den entsprechenden Link. Endnote   Bibtex  
print on demand: Wenn Sie auf dieses Icon klicken, können Sie ein Druckexemplar dieser Publikation bestellen.
Diese Seite taggen: Diese Icons führen auf so genannte Social-Bookmark-Systeme, auf denen Sie Lesezeichen anlegen, persönliche Tags vergeben und Lesezeichen anderer Nutzer ansehen können.
  • connotea
  • del.icio.us
  • Furl
  • RawSugar

Abstract (ger):
Die Eigenschaften einzelner Nervenzellen sind von grundlegender Bedeutung für die Verarbeitung von Informationen im Nervensystem. Neuronen antworten auf Eingangsreize durch Veränderung der elektrischen Spannung über die Zellmembran. Die Spannungsantwort wird dabei durch die Dynamik der Ionenkanäle in der Zellmembran bestimmt. In dieser Arbeit untersuche ich anhand von leitfähigkeits-basierten Modellneuronen den Einfluss von Ionenkanälen auf zwei Aspekte der Signalverarbeitung: die Frequenz-Selektivität sowie die Zuverlässigkeit und zeitliche Präzision von Aktionspotentialen. Zunächst werden die zell-intrinsischen Mechanismen identifiziert, welche the Frequenz-Selektivität und die Zuverlässigkeit bestimmen. Weiterhin wird untersucht, wie Ionenkanäle diese Mechanismen modulieren können, um die Integration von Signalen zu optimieren. Im ersten Teil der Arbeit wird demonstriert, dass der Mechanismus der unterschwelligen Resonanz, so wie er bisher für periodische Signale beobachtet wurde, auch auf nicht-periodische Signale anwendbar ist und sich ebenfalls in den Feuerraten niederschlägt. Im zweiten Teil wird gezeigt, dass zeitliche Präzision und Zuverlässigkeit von Aktionspotentialen mit der Stimulusfrequenz variieren und dass, in Abhängigkeit davon, ob das Stimulusmittel über- oder unterhalb der Feuerschwelle liegt, zwei Stimulusregime unterschieden werden müssen. In beiden Regimen existiert eine bevorzugte Stimulusfrequenz, welche durch die Gesamtleitfähigkeit und die Dynamik spezifischer Ionenkanäle moduliert werden kann. Im dritten Teil wird belegt, dass Ionenkanäle die Zuverlässigkeit auch direkt über eine Veränderung der Sensitivität einer Zelle gegenüber neuronalem Rauschen bestimmen können. Die Ergebnisse der Arbeit lassen auf eine wichtige Rolle der dynamischen Regulierung der Ionenkanäle für die Frequenz-Selektivität und die zeitliche Präzision und Zuverlässigkeit der Spannungsantworten schließen.
Abstract (eng):
The properties of individual neurons are of fundamental importance for the processing of information in the nervous system. The generation of voltage responses to input signals, in particular, depends on the properties of ion channels in the cell membrane. Within this thesis, I employ conductance-based model neurons to investigate the effect of ionic conductances and their dynamics on two aspects of signal processing: frequency-selectivity and temporal precision and reliability of spikes. First, the cell-intrinsic mechanisms that determine frequency selectivity and spike timing reliability are identified on the basis of conductance-based model neurons. Second, it is analyzed how ionic conductances can serve to modulate these mechanisms in order to optimize signal integration. In the first part, the frequency selectivity of subthreshold response amplitudes previously observed for periodic stimuli is proven to extend to nonperiodic stimuli and to translate into firing rates. In the second part, it is demonstrated that spike timing reliability is frequency-selective and that two different stimulus regimes have to be distinguished, depending on whether the stimulus mean is below or above threshold. In both cases, resonance effects determine the most reliable stimulus frequency. It is shown that this frequency preference can be modulated by the peak conductance and dynamics of specific ion channels. In the third part, evidence is provided that ionic conductances determine spike timing reliability beyond changes in the preferred frequency. It is demonstrated that ionic conductances also exert a direct influence on the sensitivity of the timing of spikes to neuronal noise. The findings suggest an important role for dynamic neuromodulation of ion channels with regard to frequency selectivity and spike timing reliability.
Zugriffsstatistik: Die Daten für die Zugriffsstatistik der einzelnen Dokumente wurden aus den durch AWStats aggregierten Webserver-Logs erstellt. Sie beziehen sich auf den monatlichen Zugriff auf den Volltext sowie auf die Startseite. Die Zugriffsstatistik wird nicht standardisiert erfasst und kann maschinelle Zugriffe enthalten.
 
Bei Formatversionen eines Dokuments, die aus mehreren Dateien bestehen (insbesondere HTML), wird jeweils der monatlich höchste Zugriffswert auf eine der Dateien (Kapitel) des Dokuments angezeigt.
 
Um die detaillierten Zugriffszahlen zu sehen, fahren Sie bitte mit dem Mauszeiger über die einzelnen Balken des Diagramms.
Startseite: 3 Zugriffe PDF: 2 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 5 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 5 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 2 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 6 Zugriffe PDF: 6 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 3 Zugriffe PDF: 7 Zugriffe PDF: 18 Zugriffe Startseite: 6 Zugriffe PDF: 17 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 10 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 3 Zugriffe PDF: 5 Zugriffe PDF: 9 Zugriffe PDF: 57 Zugriffe PDF: 33 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 16 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 21 Zugriffe PDF: 25 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 22 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 21 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 23 Zugriffe PDF: 22 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe Startseite: 6 Zugriffe PDF: 10 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 11 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 16 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 11 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 15 Zugriffe
Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Monat Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Startseite 3 2 2 1 4   4     6 4 3         3 1   3 1 1 1 1   3 6 2 2 4 2
PDF 2 5 5 2 6 6 3 7 18 17 10 3 5 9 57 33 16 21 25 32 35 22 21 23 22 19 10 11 16 11 15

Gesamtzahl der Zugriffe seit Jul 2011:

  • Startseite – 59 (1.9 pro Monat)
  • PDF – 487 (15.71 pro Monat)
 
 
Generiert am 16.04.2014, 05:11:04