[neuron][파이썬] 13. 생물학 값 특정하기 - Specify biophysics

 

 

 

 

 

🙆‍♂️ biophysics 값들 설정

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현재 값은 대왕오징어의 생물학적 값으로 대입되어있어서 다시 재설정을 해줘야합니다.

축 저항 값과 막 용량 값을 재설정 합니다.

 

class BallAndStick:
    def __init__(self, gid):
        self._gid = gid
        self.soma = h.Section(name='soma', cell=self)
        self.dend = h.Section(name='dend', cell=self)
        self.all = [self.soma, self.dend]		#전체 속성 값 배열
        self.dend.connect(self.soma)
        self.soma.L = self.soma.diam = 12.6157
        self.dend.L = 200
        self.dend.diam = 1
        for sec in self.all:
            sec.Ra = 100				#축 저항
            sec.cm = 1					#막 용량
    def __repr__(self):
        return 'BallAndStick[{}]'.format(self._gid)

my_cell = BallAndStick(0)

중간에 보면 self.all을 사용했는데 이는 for문을 통해서 쉽게 값을 불러오기 위함입니다.

 

class BallAndStick:
    def __init__(self, gid):
        self._gid = gid
        self._setup_morphology()
        self._setup_biophysics()
    def _setup_morphology(self):
        self.soma = h.Section(name='soma', cell=self)
        self.dend = h.Section(name='dend', cell=self)
        self.all = [self.soma, self.dend]
        self.dend.connect(self.soma)
        self.soma.L = self.soma.diam = 12.6157
        self.dend.L = 200
        self.dend.diam = 1
    def _setup_biophysics(self):
        for sec in self.all:
            sec.Ra = 100    # Axial resistance in Ohm * cm
            sec.cm = 1      # Membrane capacitance in micro Farads / cm^2
    def __repr__(self):
        return 'BallAndStick[{}]'.format(self._gid)

my_cell = BallAndStick(0)

현재 코드가 복잡해지고 있어서 여러 함수로 나누면 위와 같은 모습으로 작성할 수 있습니다.

위의 코드와 하는 것은 같고 생성자 부분을 축소 시키고 다른 부분을 함수화 시켜 불러오고 있습니다.

 

 

class BallAndStick:
    def __init__(self, gid):
        self._gid = gid
        self._setup_morphology()
        self._setup_biophysics()
    def _setup_morphology(self):
        self.soma = h.Section(name='soma', cell=self)
        self.dend = h.Section(name='dend', cell=self)
        self.all = [self.soma, self.dend]
        self.dend.connect(self.soma)
        self.soma.L = self.soma.diam = 12.6157
        self.dend.L = 200
        self.dend.diam = 1
    def _setup_biophysics(self):
        for sec in self.all:
            sec.Ra = 100    # Axial resistance in Ohm * cm
            sec.cm = 1      # Membrane capacitance in micro Farads / cm^2
        self.soma.insert('hh')
        for seg in self.soma:
            seg.hh.gnabar = 0.12  # Sodium conductance in S/cm2
            seg.hh.gkbar = 0.036  # Potassium conductance in S/cm2
            seg.hh.gl = 0.0003    # Leak conductance in S/cm2
            seg.hh.el = -54.3     # Reversal potential in mV
    def __repr__(self):
        return 'BallAndStick[{}]'.format(self._gid)

my_cell = BallAndStick(0)

그리고 Hodgkin-Huxley (hh)를 추가해서  나트륨 전도도(gnabar)와 칼륨 전도도(gkbar) 값을 설정하고

누출 전도도(g1)와 역전저위(e1) 값을 설정합니다.

현재 soma가 1개인데 왜 for문을 돌리지라는 의문이 생길 수 있지만 추후에 사용할 수 있으니 for문으로 작성했다고 합니다.

 

 

class BallAndStick:
    def __init__(self, gid):
        self._gid = gid
        self._setup_morphology()
        self._setup_biophysics()
    def _setup_morphology(self):
        self.soma = h.Section(name='soma', cell=self)
        self.dend = h.Section(name='dend', cell=self)
        self.all = [self.soma, self.dend]
        self.dend.connect(self.soma)
        self.soma.L = self.soma.diam = 12.6157
        self.dend.L = 200
        self.dend.diam = 1
    def _setup_biophysics(self):
        for sec in self.all:
            sec.Ra = 100    # Axial resistance in Ohm * cm
            sec.cm = 1      # Membrane capacitance in micro Farads / cm^2
        self.soma.insert('hh')                                          
        for seg in self.soma:
            seg.hh.gnabar = 0.12  # Sodium conductance in S/cm2
            seg.hh.gkbar = 0.036  # Potassium conductance in S/cm2
            seg.hh.gl = 0.0003    # Leak conductance in S/cm2
            seg.hh.el = -54.3     # Reversal potential in mV

        self.dend.insert('pas')
        for seg in self.dend:
            seg.pas.g = 0.001  # Passive conductance in S/cm2
            seg.pas.e = -65    # Leak reversal potential mV
    def __repr__(self):
        return 'BallAndStick[{}]'.format(self._gid)

my_cell = BallAndStick(0)

이제 dend에 passive 채널을 입력해서 수동적 전도도(g)와 누출 역전 전위 값을 설정합니다.

 

print(h.units('gnabar_hh'))

값들의 단위는 units()속성을 통해서 확인할 수 있습니다.

 

for sec in h.allsec():
    print('%s: %s' % (sec, ', '.join(sec.psection()['density_mechs'].keys())))

그리고 psection()함수를 통해서 적용된 값들을 확인해볼 수 있습니다.

3개가 나오긴하는데 일단 패스이구요. 원래느 2개 나왔는데 코드를 바꾸다보니 이렇게 됐습니다.