биология

нейробиология

физика и математика

кибернетика

биохимия

В книге, написанной коллективом нейробиологов из Института биологии развития РАН и группой математиков из Института проблем управления РАН, излагается гетерохимическая концепция работы нервной системы. Согласно этой концепции, распространенное представление о мозге как о рефлекторной «проволочной сети» не соответствует действительности. Решающую роль в его работе играют эндогенно активные нейроны и ансамбли, способные генерировать поведение даже в отсутствие внешних стимулов, а язык общения между нейронами и отделами нервной системы является химическим. Этот язык основан на разнообразии сигнальных молекул – нейротрансмиттеров и нейрогормонов, которые действуют не только в синаптических щелях, но и во всем межклеточном пространстве. В книге рассказывается об эволюции языка нейротрансмиттеров, о клеточных механизмах генерации поведения, нейромодуляции, роли трансмиттеров в выборе поведения и адаптации к внешним переменам.
Для математической формализации этой концепции понадобились принципиально новые подходы, которым посвящена вторая часть книги. В ней дается обзор математических моделей нейронов и нейронных сетей и подробно описывается оригинальная дискретная модель химических взаимодействий между нейронами. Приводятся разнообразные примеры моделирования реальных нервных систем с помощью этой модели.
Книга рассчитана на широкий круг читателей: не только на специалистов-нейробиологов, но и на студентов биологических специализаций, а также на исследователей в других областях, активно интересующихся нейробиологией.

Химические языки нервных систем

Излагается разработанная авторами теория ресурсных сетей — сетей, в которых узлы соединены каналами с ограниченными пропускными способностями. По каналам в дискретном времени происходит обмен однородным ресурсом с выполнением закона сохранения. Узлы отдают ресурс в зависимости от его количества по одному из двух правил с пороговым переключением. Дается классификация сетей по топологии и пропускным способностям. Исследуются динамика и асимптотика состояний и потоков для всех классов сетей. Представлен обширный обзор неклассических сетевых моделей.
Книга предназначена специалистам по теории графов и исследованию операций, студентам, магистрантам и аспирантам, обучающимся по различным математическим, компьютерным и информационным направлениям подготовки.

Олег Петрович Кузнецов