Diplomarbeit Der Vergleich von plastischen Synapsen gegenüber ...

4.3 DIE TESTUMGEBUNG
Das Programm SPINNSoftSim verwendet einen konstanten Eingangsreiz. Zur Darstellung
des Einflusses einer Impulsfolge auf eine Synapse wurde eine Testumgebung
erstellt, in der Impulsfolgen generiert werden können. Die Erstellung der Impulsfolge
sollte die Poissonverteilung der einzelnen Impulse berücksichtigen. Die Poissonverteilung
dient als Ersatz für die Binominalverteilung, weil für große Zahlen die Berechnung
recht unbequem ist.
Die Binominalverteilung betrachtet ein Experiment mit zwei Ereignissen A und A ~ .
Wenn das Experiment n-mal wiederholt wird, wird nach dem k-maligen Auftreten des
Ergebnisses von A gefragt. Der Vergleich zu einem Impulszug ergibt sich wie folgt, die
Anzahl der Zeitschritte stimmt mit der Anzahl der Wiederholungen überein. Die beiden
sich gegenseitig ausschließenden Ereignisse sind ein Impuls oder kein Impuls. In "Numerical
Recipes in C" [17] kann man für die Berechnung einer poissonverteilten Impulsfolge
einen Algorithmus finden. Für die Erstellung einer Impulsfolge werden zwei
Parameter benötigt ein Startwert für den verwendeten Zufallsgenerator und der Mittelwert
der Verteilung. Nach Gabbiani ist der Mittelwert der Verteilung das Produkt aus
der Intervalllänge und der gewünschten Frequenz der Impulse [18].
Für diese Impulsfolge wird dann das postsynaptische Potential der Synapse bestimmt
und graphisch ausgegeben. Damit die Funktionsweise des gesamten Neuronenmodells
kontrolliert werden kann, wurde das Programm um einen weiteren Impulszug
erweitert. Dieser Impulszug dient als Eingangssignal einer weiteren Synapse. Die Summation
der einzelnen Synapsenpotentiale konnte damit getestet werden und nach leichter
Modifikation wurden zwei Dendriten mit je einer Synapse implementiert, für die
Summation der Dendritenpotentiale. Die Synapsenpotentiale werden in den Farben der
zugehörigen Impulszüge rot und blau gekennzeichnet. Um zwischen Facility- und Depressionverhalten
wechseln zu können, sind die Synapsenparameter frei wählbar. Zur
Kontrolle der Schwellwertfunktion und der Generierung des Neuronausgangs sind diese
Kurvenzüge ebenfalls darzustellen. Der Schwellwert wird Cyan und das Membranpotential
in Magenta dargestellt. Das Dendritepotential hat die Farbe Grün. Oberhalb der
Potentialverläufe werden wiederum Impuls dargestellt, wenn das Membranpotential
den Schwellwert übersteigt und das Neuron feuert.
SpinnSoftSim 18