Dolgozatom témája a hippokampális CA3 régió piramissejtjeinek részletes biofizikai modellezése, amely során szomatikus áraminjekciók által kiváltott valós idegsejt viselkedések reprodukálása volt a cél. A sejttípus tulajdonságainak megismerése elengedhetetlen a hippokampusz működésének és fontos kognitív funkciókban betöltött szerepének megértéséhez.
Az idegsejt modellezéshez szükségem volt egy CA3 piramissejtet leíró morfológiára, valódi neuronok stimulásából származó kísérleti adatokra, valamint megfelelő csatorna modellekre. A modellbe beépített ioncsatornák elhelyezkedését, maximális konduktanciáját és egyéb paramétereit a modell biofizikai leírásában határoztam meg, amely során bizonyos paraméterek értékét állíthatónak hagytam.
A paraméterek egyidejű, automatikus hangolását az Optimizer szoftverrel végeztem, ami előre meghatározott elektrofiziológiai tulajdonságok alapján számolta ki az optimális paraméter értékeket úgy, hogy az általuk meghatározott modell viselkedése minél jobban megfeleljen a kísérletben tapasztalt tüzelési mintázatnak. Az optimalizált modell kvantitatív analíziséhez a Hippounit validációs rendszert használtam, amivel lehetőség nyílt nem csupán az optimalizációhoz meghatározott elektrofiziológiai tulajdonságok, hanem azok egy bővebb halmazának vizsgálatára is. A validációs ábrákról a kísérleti viselkedés mellett, 20 különböző modell verzió jellemzőit is leolvashattam, jellemzőik összehasonlításával egyszerűbbé vált a következtetések levonása és a továbbhaladási irány meghatározása.
A dolgozatban bemutatott sejtmodell egy korábban már publikált CA3 piramissejt modellen alapszik. Az ebből átalakított saját modell jelen állapotában képes a kísérletek során tapasztalt burst tüzelésre és adaptálódó spike-sorozat kialakítására is. A szimulációk során kapott tüzelési mintázatokat a valódi sejtválaszokkal vizuálisan összehasonlítva, csak kevés különbséget tapasztaltunk. Az optimalizáció és validáció során kapott, egyes elektrofiziológiai tulajdonságokra vonatkozó hibaértékek megvizsgálásával azonban a nehezen észrevehető hiányosságokra is fény derült, amelyek alapján meghatároztuk a modellen elvégzendő következő lépéseket. Többek között szükség lesz a aktivációs potenciál küszöb megemelésére, a burst frekvenciájának növelésére, valamint csökkenő amplitúdójú spike-ok kialakítására, amely változásokat elsődlegesen új paraméterek és csatorna modellek bevezetésével kívánunk eszközölni.