3D النمذجة من العمود الفقري Dendritic مع اللدونة متشابك

النمذجة الهندسية 3D الحسابية من تفاعل الأنواع الكيميائية من خلال الانصهار. هو وسيلة مفيدة لدراسة آليات الاتجار بمستقبلات داخل وخارج العمود الفقري التشعبي يفعل اللدونة متشابك. هذه التقنية لديها ميزة خلق بيئة غنية لصنع الفرضيات والإسقاطات حول النظم غير الخطية مع عدد كبير من المتغيرات.

لإنشاء شبكة من عمود فقري واحد متشعب مع رأس العمود الفقري والرقبة العمود الفقري باستخدام كرة معدلة. أول خلاط مفتوح. مع خلاط الخلية المثبتة بالفعل واضغط 5 على لوحة المفاتيح، لتغيير من منظور للعرض متعامد.

اضغط 1 للتغيير إلى العرض الأمامي واضغط على Shift C لتوسيط المؤشر. لإنشاء رئيس العمود الفقري اضغط على Shift A لفتح لوحة الألوان Mesh، وحدد Mesh. حدد الأشعة فوق البنفسجية الكرة وفي إضافة اسفير للأشعة فوق البنفسجية، تعيين حجم إلى 0.25 والحلقات إلى 32.

لجعل الجزء العلوي من رئيس مسطحة اضغط على علامة التبويب للتبديل خلاط من وضع الكائن إلى وضع تحرير. اضغط ب لتحديد أعلى ثلاثة أرباع المجال واضغط حذف، حدد Vertices وأدخل لإزالة القمم. اضغط B وحدد الجزء العلوي من المجال.

اضغط E و S و 0 و Enter لختم أعلى القمم التي لا تزال محددة. وتحريك السهم الأزرق إلى أسفل لمحاذاة إلى أعلى الرأس العمود الفقري. لزيادة دقة الشبكة في الجزء العلوي من العمود الفقري، حدد أداة وسكين واستخدم السكين لقطع دائرة حول مركز الأعلى.

ثم حدد أداة وحلقة قطع والانزلاق أربع مرات لإنشاء أربع دوائر متحدة المركز حول مركز الأعلى. لإنشاء العمود الفقري اضغط على الرقبة B وحدد الجزء السفلي من شبكة. اضغط على حذف Vertices و B وحدد الجزء السفلي من الشبكة.

اضغط E و Z وحدد ناقص 0.45 لإنشاء قذف إلى موضع المحور Z، عند ناقص 0.45 ميكرومتر. لجعل شبكة متوافقة مع الخلية M الصحافة Ctrl T لتثليث شبكة وحدد أداة وإزالة الزوجي. لإنشاء عمود فقري متعدد Dendrite اضغط Shift A لفتح لوحة Mesh وحدد شبكة واسطوانة.

في قائمة إضافة اسطوانة، تعيين نصف قطرها 0.3 ميكرومتر والعمق إلى اثنين من ميكرومتر واضغط Enter. اضغط R وأدخل 90 لتدوير الاسطوانة 90 درجة واستخدام السهم الأزرق لسحب الاسطوانة إلى أسفل العمود الفقري. اضغط 3 للحصول على عرض أمامي للأسطوانة واضغط Z لجعل الشبكة شفافة.

استخدام السهم العادي الأزرق لنقل قاعدة العمود الفقري إلى المناطق الداخلية من الاسطوانة وانقر بزر الماوس الأيمن لتحديد Dendrite. حدد معدل وإضافة معدل وحدد منطقية، عملية الاتحاد وحدد العمود الفقري الكائن. انقر فوق تطبيق لإنشاء شبكة مشتركة من Dendrite والعمود الفقري.

ثم استخدم الماوس لتحديد شبكة العمود الفقري المعزول ، وتغيير الموقف والزاوية لإدراج كل عمود فقري جديد في وضع فسيولوجي. لإنشاء AMPARs، حدد الجزيئات وإدخال جزيء جديد. تغيير الاسم إلى AMPAR وتغيير نوع الجزيء إلى جزيء السطح.

ثم تغيير ثابت الانتشار 0.05 مرات 10 إلى سنتيمتر مربع الثامنة في الثانية. لرسم المراسي المرتبطة AMPARs، في PSD1 أثناء الحالة القاعدية، افتح إعدادات مخرجات المؤامرة واضغط لتحديد الجزيئات. ثم تعيين الجزيء إلى Anchor_AMPAR، الكائن إلى Dendrite والمنطقة إلى PSD1.

لتشغيل محاكاة الحالة القاعدية حدد تشغيل المحاكاة. وتعيين التكرارات إلى 30،000 وخطوة الوقت إلى واحد مرات 10 إلى ناقص ثلاث ثوان. انقر فوق تصدير وتشغيل وانتظر حتى تنتهي المحاكاة.

في نهاية المحاكاة، حدد تحديث بيانات التصور، تشغيل الرسوم المتحركة، إعدادات إخراج مؤامرة ومؤامرة لتصور النتائج الزمانية المكانية. لتشغيل شرط التقوية homosynaptic حدد موضع الجزيء rel_anchorLTP_psd1. حدد rel_anchorLTP_psd1 وقم بتغيير الكمية إلى الإصدار إلى 200.

ثم قم بتغيير الكمية إلى الإصدار إلى صفر. حدد rel_anchor_psd1. تغيير الكمية إلى الإصدار إلى صفر وتشغيل المحاكاة كما هو موضح فقط.

يمكن التحقق من اللدونة متشابك تقريبا من خلال التغييرات في عدد من الأنواع من AMPARs ملزمة لالراسي في كل عمود فقري. لحساب الدقيق لحدوث اللدونة متشابك. من المستحسن حساب الاختلاف في الأعداد الإجمالية لـ AMPARs الراسية والحر في المشبك.

يمكن التحقق من التقوية المتجانسة والاكتئاب من خلال الزيادات والانخفاضات في عدد AMPARs الراسية على التوالي ، الناجمة عن التغيرات في تقارب AMPARs بواسطة المراسي بالمقارنة مع الحالة القاعدية. على سبيل المثال homosynaptic على المدى الطويل التقوية التعريفي في عمود فقري واحد، ويخلق تأثير الاكتئاب المتغاير على المدى الطويل في العمود الفقري المجاورة. بعد هذا الإجراء، يمكن توسيع النموذج للتحقيق في عملية الحث LTP و LTD في العمود الفقري Dendritic.

هذه الأساليب تسمح باختبار الفرضية حول عمل الأنظمة غير الخطية المعقدة مع عدد كبير من المتغيرات.