Logo der Humboldt-Universität zu BerlinLogo der Humboldt-Universität zu Berlin
edoc-Server
Open-Access-Publikationsserver der Humboldt-Universität
de|en
Banner: Fassade der Humboldt-Universität zu Berlin
Publikation anzeigen 
  • edoc-Server Startseite
  • Qualifikationsarbeiten
  • Dissertationen
  • Publikation anzeigen
  • edoc-Server Startseite
  • Qualifikationsarbeiten
  • Dissertationen
  • Publikation anzeigen
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
Gesamter edoc-ServerBereiche & SammlungenTitelAutorSchlagwortDiese SammlungTitelAutorSchlagwort
PublizierenEinloggenRegistrierenHilfe
StatistikNutzungsstatistik
Gesamter edoc-ServerBereiche & SammlungenTitelAutorSchlagwortDiese SammlungTitelAutorSchlagwort
PublizierenEinloggenRegistrierenHilfe
StatistikNutzungsstatistik
Publikation anzeigen 
  • edoc-Server Startseite
  • Qualifikationsarbeiten
  • Dissertationen
  • Publikation anzeigen
  • edoc-Server Startseite
  • Qualifikationsarbeiten
  • Dissertationen
  • Publikation anzeigen
2013-04-24Dissertation DOI: 10.18452/16947
Intensity adaptation in the cricket auditory system
Ziehm, Ulrike
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Die Intensität verhaltensrelevanter Signale variiert oft über viele Größenordnungen. Gleichzeitig müssen sensorische Systeme in der Lage sein, über den gesamten relevanten Bereich feine Intensitätsunterschiede aufzulösen. Auf neuronaler Ebene ergibt sich bei Nutzung eines Feuerratencodes aus diesen Anforderungen ein grundsätzlicher Konflikt, da neuronale Antwortbereiche beschränkt sind. Eine Lösung, die in vielen Sinnessystemen beschrieben wurde, ist die Verschiebung von Intensität-Kennlinien, so dass der gesamte Antwortbereich des Neurons zur Verfügung steht, um schnelle Abweichungen vom Mittelwert zu kodieren. Diese Arbeit versucht anhand mathematischer Modelle zu beantworten, wie die Verschiebung von Kennlinien in einem neuronalen Netzwerk entstehen könnte. Ausgangspunkt ist eine Rezeptorpopulation mit Intensitätsbereichsaufteilung und einem begrenzten Verschiebungsbereich der Kennlinien von Einzelrezeptoren, die auf ein Output-Neuron konvergieren. Diese Organisation wurde vom auditorischen System der Grille inspiriert. Modelle, die auf einer Kombination aus einer sättigenden Nichtlinearität und Spike-Frequenz-Adaptation basieren, reproduzieren die Verschiebung der Kennlinien entlang der Intensitäts-Achse. Diese Modelle sind in der Intensitätsdiskriminierung dem Rezeptormodell und der Summe von Rezeptorantworten über große Intensitätsbereiche deutlich überlegen. Die Kennlinien dieser Modelle besitzen zudem weitere Eigenschaften, die in ihrer Kombination übereinstimmend in verschiedenen sensorischen Systemen beschrieben wurden: Insbesondere erklären sie eine zusätzliche scheinbare Verschiebung entlang der Antwortachse, unterschiedliche Steigungen der verschobenen Kennlinien, sowie Steigungsänderungen innerhalb einzelner Kennlinien. Die einfachen, abstrakt formulierten Modelle ermöglichen ein tieferes Verständnis adaptiver Mechanismen über das Modellsystem Grille hinaus.
 
Intensities of behaviourally relevant signals often vary over many orders of magnitude. At the same time, sensory systems need to ensure high sensitivity to minute intensity differences across the full intensity range. These demands conflict on the neuronal level due to the boundedness of neuronal response ranges. To solve this dilemma, intensity response curves in many sensory system were found to shift towards the actual mean intensity so that the full response range can be used to encode fast fluctuations around the slowly varying mean. Using mathematical models, this study approaches the question how shifts of intensity response curves might arise in small neural networks. The starting point is a population of receptors with stacked response thresholds and limited capacity of adaptive shift that converge onto one output neuron. This organization was inspired by the auditory system of the cricket. A combination of a static saturating non-linearity and spike-frequency adaptation reproduced the desired shift of response curves along the intensity axis. With respect to intensity discrimination, these models are superior to the receptor model and the sum of receptor responses over a wide range of absolute intensities. The response curves generated by these model also displayed details of response curve behaviour consistently observed in numerous experimental studies. In particular, they explain an apparent shift along the response axis, different slopes of the shifted response curves, and changes in the slope within individual response curves. The simple, abstract models allow for a deeper understanding of adaptive mechanisms beyond the auditory system of the cricket.
 
Dateien zu dieser Publikation
Thumbnail
ziehm.pdf — PDF — 4.083 Mb
MD5: 35ff54d0785d7cd7b13f3aed9b775696
Zitieren
BibTeX
EndNote
RIS
Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Weitergabe unter gleichen BedingungenNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Weitergabe unter gleichen BedingungenNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Weitergabe unter gleichen BedingungenNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen
Zur Langanzeige

Verwandte Publikationen

Anzeige der Publikationen mit ähnlichem Titel, Autor, Urheber und Thema.

  • 2003-09-23Dissertation
    Der Einfluss von 5-HT 1A Rezeptoren auf die embryonale und postnatale Entwicklung des serotonergen Systems im Gehirn der Maus 
    Deng, Dongrui
    In the present study 5-hydroxytryptamine (5-HT) 1A receptor knockout mice (KO), mice overexpressing the 5-HT1A receptor (OE), and wild-type (WT) mice were used to investigate the influence of 5-HT1A receptor on the development ...
  • 2013-07-01Berichte und sonstige Texte
    Selbstregulation in natürlichen und technischen Systemen mit dem Ziel der Gleichgewichtsfindung und -erhaltung 
    Weller, Wolfgang
    Wie zu beobachten ist, haben zahlreiche natürliche Systeme das immanente Bestreben, ein inneres Gleichgewicht zu erlangen und zu bewahren. Dieses Bestreben findet man auch in der Gesellschaft, im Handel, Finanzwesen und ...
  • 2006-08-25Dissertation
    Exponential dichotomy and smooth invariant center manifolds for semilinear hyperbolic systems 
    Lichtner, Mark
    Es wird gezeigt, dass ein Satz über die Abbildung spektraler Lücken, welcher exponentielle Dichotomie charakterisiert, für eine allgemeine Klasse (SH) von semilinearen hyperbolischen Systemen von partiellen Differentialgleichungen ...
Impressum Leitlinien Kontakt Datenschutzerklärung
Ein Service der Universitätsbibliothek und des Computer- und Medienservice
© Humboldt-Universität zu Berlin
 
DOI
10.18452/16947
Permanent URL
https://doi.org/10.18452/16947
HTML
<a href="https://doi.org/10.18452/16947">https://doi.org/10.18452/16947</a>