Kinetische Modelle und Monte-Carlo-Simulation synaptischer Transmission und Plastizität im ZNS:
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
1.1
MODELLE
SYNAPTISCHER
STROEME
UND
PLASTIZITAET
.
1
1.2
ZIEL
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
2
2
EXPERIMENTELLE
UND
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
FUER
SYNAPTISCHE
MODELLE
5
2.1
EXPERIMENTELLE
BEFUNDE
ZU
DEN
MECHANISMEN
SYNAPTISCHER
TRANSMISSION
.
.
5
2.2
MARKOVSCHE
MODELLE
UND
REZEPTORKINETIK
.
9
2.3
KINETISCHE
MODELLE
FUER
DEN
AMPA/KAINAT-REZEPTOR
.
11
2.4
DAS
KONZEPT
DER
KINETISCHEN
SYNAPSE
.
15
3
KINETISCHE
MODELLIERUNG
SYNAPTISCHER
STROEME
IM
CEREBELLUM
17
3.1
DAS
3-ZUSTANDSMODELL
FUER
DEN
REZEPTOR
.
18
3.1.1
MOTIVATION
DES
3-ZUSTANDSMODELLS
.
18
3.1.2
DER
ANTEIL
OFFENER
KANAELE
IM
STATIONAEREN
ZUSTAND
.
19
3.1.3
DIE
DESENSITISIERUNGSRATE
DES
3
ZUSTANDSMODELLS
.
20
3.1.4
BESTIMMUNG
DER
UBERGANGSRATEN
DES
MODELLS
.
21
3.1.5
DIE
DYNAMIK
DES
MODELLS
D-R-0
.
24
3.2
KINETISCHE
DETAILS
UND
DAS
4-ZUSTANDSMODELL
.
27
3.2.1
MOTIVATION
FUER
EIN
4-ZUSTANDSMODELL
.
27
3.2.2
LOESUNG
DER
DYNAMISCHEN
GLEICHUNGEN
.
28
3.2.3
ANPASSUNG
DER
MODELLRATEN
AN
EXPERIMENTELLE
ZEITKONSTANTEN
.
31
3.2.4
DIE
DYNAMIK
DES
MODELLS
D-D-R-0
.
33
3.2.5
DAS
DILEMMA
MIT
DEM
MODELL
D-R-RG-0
.
34
3.3
DAS
3-ZUSTANDSMODELL
ALS
SONDE
ZUR
ABSCHAETZUNG
DES
GLUTAMATVERLAUFS
.
.
37
INHALTSVERZEICHNIS
4
DIE
KINETISCHE
SYNAPSE
ALS
EIN
MODELL
FUER
LTD
IM
CEREBEUEUM
42
4.1
POTENZREIHENANSATZ
ZUR
LOESUNG
DES
MODELLS
D-R-0
.
44
4.2
HYPOTHESE
ZUR
BEDEUTUNG
LANGSAMER
GLUTAMATTRANSIENTEN
.
47
4.3
KINETISCHE
ASPEKTE
VON
LTD
UND
MODIFIZIERTE
UEBERGANGSRATEN
.
51
5
STATISTISCHE
THEORIEN
SYNAPTISCHER
TRANSMISSION
IM
ZNS
59
5.1
DIE
QUANTALE
THEORIE
DER
SYNAPTISCHEN
UEBERTRAGUNG
.
59
5.2
DIE
CAL-SYNAPSE
ALS
MODELLSYSTEM
.
60
5.3
REZEPTORABSAETTIGUNG
UND
SCHIEFE
MEPSC-VERTEILUNG
.
62
5.4
EIN
STOCHASTISCHES
MODELL
FUER
DIE
ZENTRALE
SYNAPSE
.
63
6
TECHNIK
DER
MONTE-CARLO-SIMULATION
DYNAMISCHER
PROZESSE
65
6.1
SIMULATION
DER
BROWNSCHEN
BEWEGUNG
.
65
6.2
SIMULATION
DER
REZEPTORDYNAMIK
.
72
6.3
DIE
KOPPLUNG
VON
DIFFUSIONSPROZESS
UND
REZEPTORKINETIK
.
73
6.4
TEST
DES
MONTE-CARLO-MODELLS
.
74
7
MONTE-CARLO-SIMULATION
DER
SIGNALUEBERTRAGUNG
AN
KANONISCHEN
SYNAPSEN
76
7.1
SIMULATION
DER
SIGNALUEBERTRAGUNG
AN
SYNAPSEN
MIT
KLEINER
PSD
(TYP
I)
.
.
76
7.1.1
QUANTALE
ANTWORT
UNTER
STANDARDBEDINGUNGEN
.
78
7.1.2
EINFLUFI
DER
SIMULATIONSPARAMETER
AUF
DIE
MODELLANTWORT
.
80
7.1.3
SIMULATION
MULTIQUANTALER
ANTWORTEN
.
84
7.1.4
VARIATIONSKOEFFIZIENTEN
DER
EPSC-AMPLITUDEN
.
85
7.2
SIMULATION
DER
TRANSMISSION
AN
SYNAPSEN
MIT
GROSSER
PSD
(TYP
IIA)
.
87
7.2.1
KINETISCHE
ASPEKTE
DER
STANDARDANTWORT
.
87
7.2.2
SIMULATION MULTIQUANTALER
EPSCS
.
88
7.3
SIMULATION
DER
SIGNALUEBERTRAGUNG
AN
PERFORIERTEN
SYNAPSEN
(TYP
IIB)
.
91
7.3.1
DIFFUSION
DES
TRANSMITTERS
IM
GEKRUEMMTEN
SYNAPTISCHEN
SPALT
.
92
7.3.2
MULTIQUANTALE
TRANSMISSION
AN
PERFORIERTEN
SYNAPSEN
.
93
7.4
MULTIQUANTALE
FREISETZUNG
UND
SCHIEFE
VERTEILUNGEN
.
96
7.5
EFFEKT
EINER
FUSIONSPORE
AUF
DIE
EPSC-KINETIK
.
98
INHALTSVERZEICHNIS
7.5.1
BERECHNUNG
DER
EMISSIONSRATE
AUS
GEOMETRISCHEN
GROESSEN
.
99
7.5.2
ABSCHAETZUNG
DER
EMISSIONSRATE
AUS
DER
ANSTIEGSZEIT
DER
EPSCS
.
.
100
8
DISKUSSION
EINES
STRUKTURELLEN
MODELLS
FUER
LTP
102
8.1
PRAE
UND
POSTSYNAPTISCHE
LTP-EXPRESSION
.
102
8.2
AUSSAGEN
DES
STRUKTURELLEN
MODELLS
FUER
LTP
.
103
8.3
SIMULATIONEN
ZUR
PHASE
II
DES
STRUKTURELLEN
MODELLS
.
104
9
ZUSAMMENFASSUNG
106
A
SIMULATION
KINETISCHER
MODELLE
AUF
DER
NUMERISCHEN
PLATTFORM
HOC/SCOP
108
B
BEHANDLUNG
KINETISCHER
MODELLE
MIT
MATHEMATICA
111
C
DIE
LAPLACETRANSFORMATION
ZUR
LOESUNG
VON
DIFFERENTIALGLEICHUNGSSYSTEMEN
113
D
PROGRAMMTECHNISCHE
DETAILS
DER
MONTE-CARLO-SIMULATION
115
D.L
DAS
SIMULATIONSPROGRAMM
SYNAPSE
.
115
D.2
ZUFALLSZAHLEN
.
117
E
ELEMENTE
STOCHASTISCHER
DIFFERENTIALGEOMETRIE
118
E.L
BROWNSCHE
BEWEGUNG
AUF
DER
GAUSSFLAECHE
.
118
E.2
BESTIMMUNG
DES
PROJEKTIONSPUNKTES
.
118
F
DIFFUSION
IM
ZWEIDIMENSIONALEN
RAUM
120
F.L
LOESUNG
DER
FOKKER-PLANCK-GLEICHUNG
FUER
DIE
ENDLICHE
SCHEIBE
.
120
F.2
UEBERGANG
ZUR
UNENDLICHEN
SCHEIBE
.
121
F.3
BERECHNUNG
DER
MITTLEREN
ERSTEN
DURCHGANGSZEIT
.
122 |
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