Kendiliğinden değişim davranışının nöron ağı ile modellenmesi
Modelling spontaneous alternation behaviour by neural network
Yazar: HASAN ESKALEN
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZĞAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Kendiliğinden Değişim Davranışı (KDD) kısa süreli hafızayı ölçmek için standart bir test haline gelmiştir. Bu tezde KDD nöron hücreleri kullanılarak  modellenecektir.  Buna ek olarak, faz resetleme eğrisi, tavan taban oranı ve model indirgeme konularını da araştırıldı. KDD modellenmesi tez çalışmamızın ana konusunu oluşturmakta ve bu davranışı modellemek için üç tane nöron hücresi ele alınmıştır. Bu nöronlardan birisi eksitatör diğer ikisi de inhibitör  özelliğe sahiptir. Eksitatör hücreye uygulanan kısa süreli dışsal bir akım ile KDD ile ilgili model başlamaktadır. Modeli oluşturan ana dinamikler, parametreler ve modelin davranışı ayrıntılı olarak incelendi.  
Faz resetleme eğrileri (PRC)  hesaplandı, PRC şekilleri ve tavan-taban oranının hesaplanması hakkında bilgi verildi. PRC'lerin teorik olarak elde edilmesinde kullanılan, Direkt Metot, Lineer Adjoint Metodu ve Uyarlanmış Direkt Metot'dan olaşan üç farklı metot üzerinde duruldu. Üç metot ile aynı özellik ve parametrelere sahip nöron hücresinin PRC'leri türetildi. Son aşamada ise üretilen PRC'ler ve üretim metotları karşılaştırıldı.  Tavan taban oranı ve mininum faz farkı arasındaki ilişki ile ilgili konuda  ilk olarak Hodgkin Huxley (HH) model üç farklı dışsal akım altında simüle edildi ve bu üç akım için faz resetleme eğrileri elde edilecektir. Daha sonra aynı akım değerine sahip iki HH nöron hücresi birbirine elektriksel olarak bağlanacak ve minimum faz farkı için gereken süreler hesaplandı. Son aşamada tavan taban oranları hesaplandı ve minimum faz farkı ile arasındaki ilişki incelendi. HH nöron modelinin indirgenmesi ile ilgili çalışmada akım voltaj eğrisini kullanarak orjinal HH modeli indirgendi. İndirgenmiş  eksponansiyel topla ve ateşle  model ile orjinal modelin davranışları karşılaştırıldı.

Abstract:
Spontaneous Alternation Behaviour is a standart test of short term memory. The main aim of this thesis is modelling Spontaneous Alternation Behaviour via conductance based neuron models. More over, phase response curve, peak to baseline ratio and model reduction topics are also studied deeeply. Modelling Spontaneous Alternation Behavior (SAB) is one of the main interest of this thesis and three nerve cells are choosing for this purpose. One of them is excitatory nerve cell and the other two are inibitory cells.  External applied current applied to excitatory cell for a very short time interval and this start dinamics of SAB model. The dynamics, parameters, functions and behaviour of SAB model 	 deeply examined.
In this thesis we also examined calculation methods of Phase Response Curve (PRC) and peak to baseline ratio. Direct, Adaptaed Direct and Linear Adjoint are three of known methods to derive PRC. PRCs with these three different methods for same specified neuron are calculated and these three methods are compared. HH neuron stimulate under three different applied current and after then peak to baseline ratio of this neurons are calculated. The relationship between mininun phase difference and peak to baseline ratio examined deeeply. At the topic about reducing HH model, current voltaj curve of original model used and from this curve four parameters are calculated for exponential integrate and fire model. After then behaviour of original model and reduced model is compared.