Материалы международной научной конференции «Уфимская осенняя математическая школа» (г. Уфа, 28 сентября – 1 октября 2022 г.). Том 2 / отв. редактор З.Ю. Фазуллин. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2022. - 472 с.

АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ МОДЕЛИ ЦОДЫКСА-МАРКРАМА КРАТКОВРЕМЕННОЙ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОЙ ПОСТОЯННОЙ ЧАСТОТЕ ПРЕСИНАПТИЧЕСКИХ СПАЙКОВ

Для модели Цодыкса-Маркрама кратковременной синаптической пластичности, учитывающей ограниченность синаптического ресурса и конечную скорость его восстановления, аналитически исследован случай с заменой сингулярной частоты прихода пресинаптических спайков на постоянную величину. При этом получен точный аналитический результат для эффекта синаптической депрессии. Показано, что такая замена дает удовлетворительное описание медленно меняющихся синаптических переменных, но полностью упускает сравнительно быструю динамику синаптического тока. Поэтому результат может представлять интерес, когда дискретность спайков и импульсов синаптического тока не принципиальна, например, при описании баланса нейронного и синаптического метаболизма.

Analytical solution of the Tsodyks-Markram model of short-term synaptic plasticity at continuous constant frequency of presynaptic spikes

For the Tsodyks-Markram model of short-term synaptic plasticity, which takes into account the limited synaptic resource and the finite rate of its recovery, the case of replacing the singular frequency of the arrival of presynaptic spikes by a constant value is analytically investigated. An accurate analytical result is obtained herewith for the effect of synaptic depression. It is shown that the replacement gives a satisfactory description of slowly changing synaptic variables, but completely loses the relatively fast dynamics of synaptic current. The result can be therefore of interest when the discreteness of spikes and synaptic current impulses is not essential, e.g., while describing the balance of neuronal and synaptic metabolism.