load_file("nrngui.hoc")
cvode_active(0) //1-time step variabile 0-time step fisso
opt= 0 //Stampa files di corrente per ogni frames
//0=no,1=yes
tstop=30 // Durata della simulazione
dist=1
xopen("geoc8076.hoc") //Lettura file morfologia
numaxon=1 // axon
numsoma=1 // soma
numbasal=77 // dendrites
numapical=48 // apical_dendrite=obliqui
// Costituiscono la max parte della superficie apicale e
// sono sede principale dei bersagli dei assoni collaterali
// di Schaff delle CA3.
numtrunk=51 // user 5
//*****************************************************************************
// PROPRIETA' ELETTRICHE (Non modificare!!)
//*****************************************************************************
Rm = 28000. // Ohm*cm**2
RmDend = Rm/1.
RmSoma = Rm
RmAx = Rm
Cm = 1. // uF/cm**2
CmSoma= Cm
CmAx = Cm
CmDend = Cm*1.
RaAll= 150. // Ohm*cm Resistenza intracellulare
RaSoma=150. // Ohm*cm
RaAx = 50. // Ohm*cm Resistenza nell' assone
Vrest = -65. // mV
dt = 0.013
gna = .025
AXONM = 5.
gkdr = 0.01
celsius = 35.0 // Gradi Celsius
KMULT = 0.03
KMULTP = 0.03
ghd=0.00005
nash=0.
//*****************************************************************************
//**************************************************************************
// DETERMINAZIONE NUMERO DI COMPARTIMENTI
//**************************************************************************
// In questo caso il numero di compartimenti è uguale al numero dei segmenti
// col quale è stato discretizzato il neurone e ricostruita la morfologia.
// E' stato visto che la lunghezza tipica di cavo per le proprietà biofisiche
// del presente neurone è molto più grande delle dimensioni tipiche di ciascun
// compartimento, così la differenza di potenziale tra adiacenti compartimenti
// è molto piccola. Ciò ci interessa perchè vogliamo calcolare il campo
// magnetico del neurone con un grado di precisione molto alto, ed abbiamo
// bisogno di un numero molto elevato di segmentazioni del neurone.
forall {nseg=n3d()-1} // Assegna un numero di compartimenti entro
// ciascuna sezione pari al numero di segmenti
// in cui è stato sezionato.
//************************************************************************
//************************************************************************
//INSERIMENTO COMPONENTI PASSIVE
forsec "axon" {insert pas e_pas=Vrest g_pas = 1./RmAx Ra=RaAx cm=CmAx}
forsec "soma" {insert pas e_pas=Vrest g_pas = 1./RmSoma Ra=RaSoma cm=CmSoma}
forsec "dendrite"{insert pas e_pas=Vrest g_pas = 1./RmDend Ra=RaAll cm=CmDend}
forsec "user5" {insert pas e_pas=Vrest g_pas = 1./RmDend Ra=RaAll cm=CmDend}
//************************************************************************
objref b,c, stim, outfile,outfile1
objref sref, blist[numtrunk]
strdef filename, dend, trunk ,fil,filename1,fil1
access soma
distance() // Fissa il riferimento a x=0.5 nella sezione corrente
// in questo caso la sezione corrente è il soma. La
// distanza dal soma è importante perchè a seconda di
// essa varia la densità dei vari canali ionici.
xopen("synapses.hoc") //Connessioni sinaptiche
//*****************************************************************************
// INSERIMENTO COMPONENTI ATTIVE
//*****************************************************************************
forsec "axon" {
insert nax gbar_nax=gna * AXONM sh_nax=nash
insert kdr gkdrbar_kdr=gkdr
insert kap gkabar_kap = KMULTP*1
insert ds
}
forsec "soma" {
insert hd ghdbar_hd=ghd vhalfl_hd=-73
insert na3 ar_na3=1 sh_na3=nash gbar_na3=gna
insert kdr gkdrbar_kdr=gkdr
insert kap gkabar_kap = KMULTP
insert ds
}
for i=0, numbasal-1 dendrite[i] {
insert ds
if (diam>0.35) {factor=1} else {factor=1}
insert hd ghdbar_hd=ghd vhalfl_hd=-73
insert na3 ar_na3=1 gbar_na3=gna*factor sh_na3=nash
insert kdr gkdrbar_kdr=gkdr*factor
insert kap gkabar_kap=0
insert kad gkabar_kad=0
for (x) if (x>0 && x<1) { xdist = distance(x)
ghdbar_hd(x) = factor*ghd*(1+3*xdist/100)
if (xdist > 100){
vhalfl_hd=-81
gkabar_kad(x) = factor*KMULT*(1+xdist/100)
} else {
vhalfl_hd=-73
gkabar_kap(x) = factor*KMULTP*(1+xdist/100)
}
}
}
forsec "apical_dendrite" {
insert ds
if (diam>0.35) {factor=1} else {factor=1}
insert hd ghdbar_hd=ghd
insert na3 ar_na3=1 gbar_na3=gna*factor sh_na3=nash
insert kdr gkdrbar_kdr=gkdr*factor
insert kap gkabar_kap=0
insert kad gkabar_kad=0
for (x) if (x>0 && x<1) { xdist = distance(x)
ghdbar_hd(x) = factor*ghd*(1+3*xdist/100)
if (xdist > 100){
vhalfl_hd=-81
gkabar_kad(x) = factor*KMULT*(1+xdist/100)
} else {
vhalfl_hd=-73
gkabar_kap(x) = factor*KMULTP*(1+xdist/100)
}
}
}
forsec "user5" {
insert ds
insert hd ghdbar_hd=ghd
insert na3 ar_na3=1 gbar_na3=gna sh_na3=nash
insert kdr gkdrbar_kdr=gkdr
insert kap gkabar_kap=0
insert kad gkabar_kad=0
for (x) if (x>0 && x<1) { xdist = distance(x)
ghdbar_hd(x) = ghd*(1+3*xdist/100)
if (xdist > 100){
vhalfl_hd=-81
gkabar_kad(x) = KMULT*(1+xdist/100)
} else {
vhalfl_hd=-73
gkabar_kap(x) = KMULTP*(1+xdist/100)
}
}
}
//**************************************************************
//*****************************************************
// GRAFICA //
//******** Per creare una box *************************
objref vbox,vbox1
objref g,h,n,p,ll
vbox = new VBox()
vbox.intercept(1)
g = new Graph()
g.size(0,tstop,-70,30)
g.addvar("apical_dendrite[12].v(rel)",1,1,0.5,1,2)
g.addvar("apical_dendrite[14].v(rel)",2,1,0.5,0.98,2)
g.addvar("apical_dendrite[30].v(rel)",3,1,0.5,0.96,2)
g.xaxis(1)
h = new Graph()
h.size(0,tstop,-70,30)
h.addvar("soma.v(0.5)",1,1,0.5,1,2)
h.xaxis(1)
xpanel("",0)
xbutton("Start-Restart","runm()")
xpanel()
vbox.intercept(0)
vbox.map("Potenziali (mV)",427,98,322,540) //b = new VBox()
//******************************************************
vbox1 = new VBox()
vbox1.intercept(1)
n = new Graph() // Dipoli
n.size(0,tstop,-3.,3.)
n.addexpr("dipx",1,1,0.5,1,2)
n.addexpr("dipy",2,1,0.5,0.98,2)
n.addexpr("dipz",3,1,0.5,0.96,2)
n.addexpr("diptot",4,1,0.5,0.94,2)
n.xaxis(1)
vbox1.intercept(0)
vbox1.map("Fig.8a ECD (pA*m)",-2,98,322,510.3)
p = new PlotShape()
p.exec_menu("Shape Plot")
p.size(-245.834,295.834,-671.282,341.282)
p.label(0,0,"geoc8076",2,1,0,0,1)
p.variable("v")
p.show(1)
//*****************************************************************************
// INIZIALIZZAZIONE SIMULAZIONE
//*****************************************************************************
proc init() {
t=0
conto=0
forall {
v=Vrest
if (ismembrane("nax") || ismembrane("na3")) {ena=55}
if (ismembrane("kdr") || ismembrane("kap") || ismembrane("kad")) {ek=-90}
if (ismembrane("hd") ) {ehd_hd=-30}
}
finitialize(Vrest)
fcurrent()
forall {
for (x) {
if (ismembrane("na3")||ismembrane("nax")){e_pas(x)=v(x)+(ina(x)+ik(x))/g_pas(x)}
if (ismembrane("hd")) {e_pas(x)=e_pas(x)+i_hd(x)/g_pas(x)}
}
}
cvode.re_init()
cvode.event(tstop)
access soma
g.begin()
h.begin()
n.begin()
}
proc advance() {
fadvance()
//***********************************************************************
// CALCOLO DEL DIPOLO DI CORRENTE (Q)
//***********************************************************************
// Da Murakami, Hirose, Okada, (J. Physiol. (2003) 553,3,pp. 975-985)
// "Contr. of ionic curr. to MEG and EEG signals generated by guinea
// CA3 slices"
//***********************************************************************
dipx=0.
dipolox=0.
dipy=0.
dipoloy=0.
dipz=0.
dipoloz=0.
diptot=0.
forall for i=0, n3d()-2 {
resist=ri((i+0.)/(n3d()-1)) // MOhm
difftens=( v((i+0.)/(n3d()-1))-v((i+1)/(n3d()-1)) ) //Diff. Tens. Adiac. Comp.
curr=difftens/resist // nA
dipolox=(x3d(i)-x3d(i+1))*curr*0.001 // in pA*m
dipoloy=(y3d(i)-y3d(i+1))*curr*0.001
dipoloz=(z3d(i)-z3d(i+1))*curr*0.001
dipx=dipx+dipolox
dipz=dipz+dipoloz
dipy=dipy+dipoloy
diptot=sqrt(dipx*dipx+dipy*dipy+dipz*dipz) // in pA*m
}
g.plot(t)
h.plot(t)
n.plot(t)
g.flush()
h.flush()
n.flush()
p.flush()
doNotify()
}
proc runm() {
run()
}
Simulation Platform