Yeni bir fotosensitif nöronun modellenmesi ve dinamik analizi
A new photosensitive neuron: modeling and dynamic analysis
- Tez No: 980452
- Danışmanlar: PROF. DR. MUZAFFER ATEŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dinamik analiz, Hücresel yapay sinir ağları, Kirchhoff yöntemi, Dynamic analysis, Cellular artificial neural networks, Kirchhoff method
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sinir sistemlerinin matematiksel olarak modellenmesi, nörobilim ve biyomedikal mühendisliği alanlarında araştırılan konuların başında gelmektedir. Nöronlar, dış çevreden gelen uyarıları değerlendirerek elektriksel sinyaller üreten ve bu sinyalleri sinapslar aracılığıyla diğer hücrelere ileten temel sinir hücrelerinden oluşmaktadır. Günümüzde bu nöral yapıların matematiksel ve fiziksel modelleri, hem nörobilim hem de mühendislik alanlarında büyük önem kazanmıştır. Özellikle ışığa duyarlı sinir hücreleri olan fotosensitif nöronlar, görsel sistemlerin modellenmesi, optik bilgi işleme, yapay sinir ağları ve nöromorfik donanımların geliştirilmesinde anahtar rol oynamaktadır. Bu çalışmada, klasik diferansiyel denklemlere dayalı soyut modeller yerine, fotosensitif nöronların davranışları fiziksel sistemler üzerinden modellenmiştir. Bu amaçla, dış ortamdaki ışık şiddetini elektriksel sinyale dönüştüren bir fototüp, sinir hücresinin ışığa verdiği tepkinin fiziksel karşılığı olarak değerlendirilmiş ve bu eleman bir devresine entegre edilmiştir. Işığa duyarlılığı değişen devrenin osilasyon davranışları, nöronal uyarılabilirlik ve eşik aşımı gibi sinirsel özelliklerle eşleştirilmiştir. Devrenin matematiksel modellemesi, Kirchhoff yasaları, pasiflik analizi ve enerji fonksiyonları kullanılarak elde edilmiş, ayrıca sistemin kararlılığı Lyapunov analizi ile değerlendirilmiştir. Böylece, çevresel ışıkla etkileşen ve elektriksel yanıt üreten bir yapının nöronal davranışlara benzerlik gösterdiği kuramsal olarak ortaya konulmuştur. Bu çalışma, fiziksel bir sinir hücresi benzeşimi sunarak nöromorfik mühendislik, biyomedikal cihaz tasarımı ve optik kontrollü sinir sistemleri gibi alanlara katkı sağlamayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Mathematical modeling of neural systems is a key research area in neuroscience and biomedical engineering. Neurons are fundamental cells that generate electrical impulses in response to external stimuli and transmit them to other neurons via synapses. Recently, both mathematical and physical modeling approaches to neural behavior have gained traction in neuroscience and engineering. Among them, photosensitive neurons play a crucial role in visual system modeling, optical signal processing, artificial neural networks, and neuromorphic device design. This study models the behavior of photosensitive neurons through a physical system, instead of using abstract differential equation-based models. A phototube that converts ambient light into electrical signals is employed to simulate the light-sensitive response of a neuron and is integrated into an circuit. The circuit's oscillatory behavior is associated with neural properties such as excitability and threshold dynamics. The system is analyzed using Kirchhoff's laws, passivity theory, and energy-based methods, and its stability is assessed through Lyapunov analysis. The results show that a light-responsive electrical circuit can theoretically replicate neural-like dynamics. This work offers a hardware-based emulation of neuronal behavior and aims to contribute to neuromorphic engineering, biomedical system design, and optoelectronic neural interface development.
Benzer Tezler
- ELISA sistemleri için yeni bir alternatif teknoloji: Tekrar kullanılabilir afinite kuyucuklar
A new alternative technology for ELISA: Reusable affinity wells
ŞEYDA BASKINCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyoteknolojiAnadolu Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RIDVAN SAY
- Fotosensitif idyopatik jeneralize epilepsi hastalarında prognoz ve transkranyal direkt akım stimülasyonunun EEG'de fotoparoksismal yanıt üzerine etkisi
The effect of transcranial direct current stimulation on photoparoxysmal response in EEG and prognosis in patients with photosensitive idiopathic generalized epilepsy
TÜLAY YILMAZ EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Nörolojiİstanbul ÜniversitesiSinir Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BETÜL BAYKAN
- Development of novel scintillation detection techniques for use in nuclear physics and medical applications
Nükleer fizik ve tıbbi uygulamalarda kullanılmak üzere yeni scintillation algılama tekniklerinin geliştirilmesi
NURAY YAVUZKANAT
Doktora
İngilizce
2015
Radyoloji ve Nükleer TıpThe Unıversıty Of YorkNükleer Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DAVID JENKINS
- Cross-linking tedavisinde, riboflavine alternatif olabilecek quercetinin tavşan korneasında etkinliğinin ve güvenilirliğinin değerlendirilmesi
Evaluation of efficiency and reliability of quercetin as an alternative of riboflavin in cross-linking treatment on rabbit cornea
BÜŞRA KATRE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2014
Göz HastalıklarıKocaeli ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL ALTINTAŞ
- Kompozit nanoparçacıklar aracılığıyla gerçekleştirilen fototermal terapinin meme kanseri üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of photothermal therapy via composite nanoparticles on breast cancer
DUYGU DENİZ USTA SALİMİ
Doktora
Türkçe
2023
Tıbbi BiyolojiGazi ÜniversitesiTıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİYE SEDA YAR SAĞLAM