NMMGenerator.集団グラフからニューラルマスモデルを自動生成するツール

NMMGenerator: An automatic neural mass model generator from population graphs.

• Maxime Yochum
• Julien Modolo

抄録

ニューラルマスモデルは脳活動の最も一般的な数学的モデルの一つであり、電気生理学的実験（局所場電位など）と互換性のある空間スケールで、異なる神経タイプが関与する大規模ネットワークの迅速なシミュレーションを可能にします。しかし、特定のニューロンネットワークアーキテクチャに関連したニューラルマスモデル（NMM）方程式を確立するのは面倒であり、エラーが発生しやすいプロセスであるため、数学に精通した科学者にしか使用できませんでした。この課題を克服するために、我々は、ユーザーがグラフの形で、その集団と接続パターンを持つニューロンネットワークを迅速に構築することができるユーザーフレンドリーなソフトウェアを開発しました。その結果得られたグラフは、対応する微分方程式に自動的に変換され、同じソフトウェア環境内で解いたり表示したりすることができる。このソフトウェアはオープンアクセスとして提案されており、より多くの科学者に、特定の神経科学研究の問題に対応するNMMを開発する可能性を提供するのに役立つはずである。

Neural mass models are among the most popular mathematical models of brain activity, since they enable the rapid simulation of large-scale networks involving different neural types at a spatial scale compatible with electrophysiological experiments (e.g., local field potentials). However, establishing neural mass model (NMM) equations associated with specific neuronal network architectures can be tedious and is an error-prone process, restricting their use to scientists who are familiar with mathematics. In order to overcome this challenge, we have developed a user-friendly software that enables a user to construct rapidly, under the form of a graph, a neuronal network with its populations and connectivity patterns. The resulting graph is then automatically translated into the corresponding set of differential equations, which can be solved and displayed within the same software environment. The software is proposed as open access, and should assist in offering the possibility for a wider audience of scientists to develop NMM corresponding to their specific neuroscience research questions.

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