Circuits et systemes de modelisation analogique de neurones ...

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Chapitre IV : mise en œuvre et applicationsLe logiciel permet de saisir les valeurs électriques des 93 x 2 = 186 paramètres et des25 x 2 = 50 mots de topologie des deux circuits. Ces données peuvent être sauvegardées sur ledisque dur.Les reproductions des fenêtres de programmation (figure 4-30) illustrent le mode de saisie deces paramètres : l'opérateur choisit la tension que délivrera le CNA pour chacun d'entre eux.5.3.Mesures électriques.Nous avons pu vérifier que le séquenceur et le principe de chaînage du circuit "fpca-r" sontparfaitement fonctionnels, ce que nous illustrons avec les implémentations de modèles duparagraphe 5.4. Le multiplexage qui permet le réglage de la topologie fonctionne aussi commesouhaité. Nous allons maintenant évaluer les différents opérateurs à partir de mesures réaliséessur des conductances ioniques.5.3.1. Sigmoïde.En connectant une résistance de 100 k sur une des lignes du bus analogique, nous mesuronsle courant de sortie des conductances, ce qui nous permet de vérifier leurs caractéristiques.Nous étudions une conductance synaptique en appliquant une rampe de tension sur l'entréeprésynaptique et en maintenant une tension postsynaptique constante. Nous obtenons ainsi lescaractéristiques sigmoïdales de la fonction d'activation (figure 4-31-A).2,0I sig (A)3,51,81,6Vpente (V) :1.31.93,0Pente maximale normalisée, 1/4PenteSimulationsMesures1,42.22.32,52.351,22,01,00,81,50,61,00,40,2V mem (V)0,5A)0,01,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0B)Vpente (V)0,01,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4Figure 4-31 : A ) mesure de la caractéristique sigmoïdale de l'activation synaptique pourdifférentes valeurs du paramètre V pente . B) pente maximale de la sigmoïde en fonction duparamètre V pente extraite par interpolation des mesures.De ces mesures nous pouvons extraire les variations de la pente maximale des sigmoïdes enfonction de la tension de commande Vpente. Ces paramètres sont obtenus en pratiquant uneanalyse de régression avec une fonction sigmoïdale sur ces mesures (logiciel Kaleidagraph).187
Chapitre IV : mise en œuvre et applicationsLa figure 4-31-B montre la concordance entre les valeurs extraites des mesures et la courbethéorique (chapitre II paragraphe 4.3).5.3.2. Paire entrecroisée et multiplieur "beta-immune".La conductance de stimulation est composée d'un multiplieur "beta-immune" et de deux pairesentrecroisées (voir chapitre II, paragraphe 4.2.2). En appliquant une rampe sur l'entrée destimulation V stim et en faisant varier le paramètre V Gstim nous mesurons donc lescaractéristiques de transfert composites des paires et du multiplieur (figure 4-32).1000800600400200Iout (nA)V Gstim = 3,7VV Gstim = 3,35VV Gstim = 3 VV Gstim = 2.7 V00,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0-200V stim (V)-400-600-800-1000Figure 4-32 : caractéristiques de transfert composites d'une paire entrecroisée et d'unmultiplieur "beta-immune" pour la conductance de stimulation.La saturation du courant de sortie observée sur la figure 4-32 correspond à la fonction detransfert de la paire entrecroisée qui assure la conversion tension-courant de l'entréedifférentielle (V stim -2,5).1200Imax (nA)1000800600400200V Gstim (V)02,3 2,5 2,7 2,9 3,1 3,3 3,5 3,7 3,9Figure 4-33 : demi-caractéristique de transfert d'une paire entrecroisée obtenue en utilisantla conductance de stimulation.188
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