• 제목/요약/키워드: Hodgkin Huxley model

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극 저주파 및 휴대전화 전자파 환경 변수를 고려한 새포막 활동 전위 모형 (A Computational Model for a Neuronal Membrane Considering the Extremely Low Frequency and Mobile Phone Frequency Electromagnetic Field Effect)

  • 서영준;이은주;안재목;이용업;황태금;이재선;서정선
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.347-354
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    • 2003
  • 본 논문에서는 극 저주파와 휴대전화 전자파 (외부전자파) 환경의 영향이 고려된 세포막 활동 전위의 모의실험 모형을 제안하였다. Hodgkin과 Huxley 모형을 기초로 한 이 모형은 주사 전류 (injection current)에 전자파 효과를 적용하였으며 전자파의 주파수 영역에 대한 수치적 모의실험을 통하여 Strength-Duration 곡선을 얻는데 사용되었다 모의실험에서 사용된 수치해석 방법은 Runge-Kutta Fehlberg 방법이다. 모의실험에 고려된 주파수 영역은 1 Hz에서 100 Hz 사이와 이동통신에서 사용되는 900 티Hz의 주파수였다. 모의실험을 통하여 얻은 Strength-Duration 곡선은 Hodgkin과 Huxley가 제안한 방정식과 잘 일치함을 보여주었다.

호지킨-헉슬리 모델을 위한 시냅스 기능을 지닌 신경세포 체인의 하드웨어 구현 (Hardware implementation of a pulse-type neuron chain with a synapse function for hodgkin-huxley model)

  • 정진우;권보민;박주홍;김진수;이제원;박용수;송한정
    • 센서학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.128-134
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    • 2009
  • Integrated circuit of a new neuron chain with a synapse function for Hodgkin-Huxley model which is a good electrical model about a real biological neuron is implemented in a $0.5{\mu}m$ 1 poly 2 metal CMOS technology. Pulse type neuron chain consist of series connected current controlled single neurons through synapses. For the realization of the single neuron, a pair of voltage mode oscillators using operational transconductance amplifiers and capacitors is used. The synapse block which is a connection element between neurons consist of a voltage-current conversion circuit using current mirror. SPICE simulation results of the proposed circuit show 160 mV amplitude pulse output and propagation of the signal through synapses. Measurements of the fabricated pulse type neuron chip in condition of ${\pm}2.5\;V$ power supply are shown and compared with the simulated results.

수정된 호지킨-헉슬리 모델 (A Modified Hodgkin-Huxley Model)

  • 서병설
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.151-158
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    • 1981
  • A modification of the Hodgkin-Huxley equations was done with the changes of the binding sitea for the sodium and potassium channels. The computer simulation results agree well with the currant experiments. Thus, the contradictory problems that Suh had indicated previously can be solved. And also, the results show that the sodium and potassium channels play an important role in the firing and the leakage channel does not.

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THRESHOLD RESULTS FOR THE MCKEAN EQUATION

  • Lee, Eui-Woo
    • 대한수학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.251-259
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    • 1995
  • In 1952, British physiologists Hodgkin and Huxley [4] derived a model that describes the conduction of the nervous impulse in the optical nerve of a squid. The mathematical analysis of the Hodgkin-Huxley equations is technically very difficult, because of the complicated nonlinear functions in the equations. In the early 1960's FitzHugh and Nagumo [2], [9] derived a simpler formulation which retains most of the qualitative features of the original system, and yet is more amenable to analytical manipulations.

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펄스형 호지킨-혁슬리 신경세포 모델의 집적회로 구현 및 분석 (Integrated Circuit Implementation and Analysis of a Pulse-type Hodgkin-Huxley Neuron Model)

  • 권보민;정진우;박주홍;이제원;박용수;송한정
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제46권1호
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    • pp.16-22
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    • 2009
  • 펄스형 신경세포를 구현하기 위하여 호지킨-헉슬리 모델을 참조하여 $0.5{\mu}m$ CMOS 공정을 이용한 집적회로를 설계하고 칩 제작하였다. 펄스형 단위 신경세포는 취합기능을 갖는 입력단과 임계값이상에서 신호발생을 일으키는 펄스생성회로로 구성된다. 입력단을 입력전류신호를 취합하는 범프회로, 펄스생성회로는 몇 개의 트랜스콘덕터와 커패시터 전하공급기능을 갖는 부성저항회로로 이루어진다 SPICE 모의실험결과 임계신호전류 70 nA이상에서 펄스생성이 일어남을 확인하였고, 제작된 칩을 5V 조건하에서 측정하여 모의실험결과와 비교분석하였다.

생체의 자극 전도속도에 관한 연구 (A Study on the Propogation Velocity of Biological Action Potential)

  • 최규식;권용찬
    • 한국항행학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1002-1009
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    • 2010
  • 본 논문에서는 축삭의 전도 현상을 분석하기 위해서 축삭을 전기전도 모델로 만든 후 여기에 키르히호프의 전류법칙과 전압법칙을 적용한 등가회로를 구성하였다. 축삭의 미세거리 변화에 의한 전위의 거동을 분석하기 위하여 축삭의 각종 파라미터를 구하였다. 검토결과에 의하면 무수신경인 경우 직경을 미지수로 하여 인체의 파라미터를 이용하면 그 속도는 직경의 제곱근에 비례한다. 한편 유수신경인 경우는 그 속도가 직경에 직접적으로 비례한다. 미엘린이 없는 막과는 달리 미엘린껍질의 전도는 전압과 무관하므로 이러한 막 양단의 Hodgkin-Huxley 형 전도모델이 매우 정교하지는 않다.

신경모델링을 이용한 인공와우 전기자극 패턴 연구 (Study on Electric Stimulus Pattern in Cochlear Implant Using a Computer Model)

  • 양혜진;우지환
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권12호
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    • pp.249-255
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    • 2012
  • 청각 신경의 정상적 기능 회복을 위해 사용하는 인공와우는 인체 조직에 손상을 주는 단상파 방식의 펄스 대신 전하량 균형을 이루는 이상파 방식의 전기적 펄스를 사용한다. 본 논문에서는, Hodgkin-Huxley 신경 모델에 기반하여 다양한 전기적 펄스 방식의 자극이 신경 반응에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 전기적 펄스의 펄스 폭, 펄스간 간격 등을 변화시키면서, 청각신경의 역치, 반응 범위, 반응 시간 등을 측정하였다. 이러한 결과는 인공와우 시스템의 효과적인 자극 방식을 디자인 하는데, 활용 될 수 있으리라 기대된다.

A study on new control mechanisms of memory

  • Liu, Haibin;Kakazu, Yukinori
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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    • pp.324-329
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    • 1992
  • A physical phenomenon is observed through analysis of the Hodgkin-Huxley's model that is, according to Maxwell field equations a fired neuron can yield magnetic fields. The magnetic signals are an output of the neuron as some type of information, which may be supposed to be the conscious control information. Therefore, study on neural networks should take the field effect into consideration. Accordingly, a study on the behavior of a unit neuron in the field is made and a new neuron model is proposed. A mathematical Memory-Learning Relation has been derived from these new neuron equations, some concepts of memory and learning are introduced. Two learning theorems are put forward, and the control mechanisms of memory are also discussed. Finally, a theory, i.e. Neural Electromagnetic(NEM) field theory is advanced.

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