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NEURON

NEURON ist eine Simulationsumgebung zur Entwicklung und Ausführung von Modellen von Neuronen und neuronalen Netzen. Das Programm eignet sich besonders für Probleme, bei denen die Leit-Eigenschaften von Zellen eine wichtige Rolle spielen, auch einschließlich des extrazellulären Potenzials in der Nähe der Membran, und bei denen die Membraneigenschaften eher komplex sind, z.B. durch viele ionenspezifische Kanäle, Ionenakkumulation und Second Messenger. Entstanden ist das Programm aus einer langen Zusammenarbeit zwischen Michael Hines vom Department of Computer Science der Yale University School of Medicine und John W. Moore vom Department of Neurobiology des Duke University Medical Center. Ihr erklärtes Ziel war es, ein Programm zu entwickeln, das ganz speziell zur Lösung der Funktions-Gleichungen dient, die Nervenzellen beschreiben. NEURON ermöglicht es dem Benutzer, sich auf die wichtigen anatomischen und biophysikalischen Merkmale des Modells zu konzentrieren, ohne durch Berechnungen wie z.B. der Kompartimentgröße abgelenkt zu werden. Dies wird teilweise durch das Konzept fortlaufender Kabel-‚Abschnitte’ erreicht, die miteinander verbunden sind, um jede mögliche verzweigte Architektur zu bilden, und die mit Eigenschaften ausgestattet sind, die mit der jeweiligen Position entlang des Abschnitts fortlaufend variieren können. Benutzerdefinierte Eigenschaften von Membran und Zytoplasma werden in Form von kinetischen Modellen und Sätzen von simultanen Gleichungen ausgedrückt. Membranspannung und Membranzustände werden effizient berechnet, indem diese Modellbeschreibungen kompiliert werden und ein implizites Integrationsverfahren für verzweigte Strukturen angewendet wird. Um eine höhere Genauigkeit und/oder Geschwindigkeit zu erreichen, kann eine Variable-Order/Variable-Stepsize-Integration gewählt werden. Durch die Verwendung eines objektorientierten Interpreter zur Erstellung der anatomischen und biophysikalischen Eigenschaften des Modells, zur Definition der Erscheinung der grafischen Benutzeroberfläche, zur Steuerung der Simulationen und zur Darstellung der Ergebnisse realisiert NEURON ein enormes Maß an Flexibilität. Zwei kürzlich zur Benutzeroberfläche hinzugefügten Elemente verdienen besondere Erwähnung: der ‚CellBuilder’ ermöglicht es dem Benutzer, ganz neue Modelle zu erstellen und bereits vorhandene Modelle zu verändern, ohne einen Code schreiben zu müssen; und der ‚Multiple Run Fitter’ sorgt für eine viel leichtere Optimierung von Modellen mit hochdimensionalen Parameterräumen.

Medium: Kann von folgender Webseite heruntergeladen werden: http://www.neuron.yale.edu/neuron/install/install.html
Systemvoraussetzungen: NEURON wurde ursprünglich in UNIX/Linux-Umgebung entwickelt und anschließend in Windows (alle Versionen) und Mac OS übertragen. Es ist der einzige Neuronensimulator, der auf allen üblichen Hardware-Plattformen läuft, von Mikrorechnern zu unter US-$ 1.000 bis zu Superrechnern. Damit wird Neurowissenschaftlern auf der ganzen Welt die Möglichkeit zuteil, Simulationen auf Forschungsniveau durchzuführen.
Preis: Freeware