Antennal Lobe Simulator (als_v2)

はじめに

本リポジトリは github.com:heewonpark/als_v2 からフォークされたものであり，github.com:KosukeArase の卒業研究に使用されたものである．

動作環境

スーパーコンピュータ

• neuron_kplus ([email protected]:sc4brain/neuron_kplus.git)
  • ALS を動かす場合は nrn-7.3

ローカルマシン，クラスタ

• neuron_kplus ([email protected]:sc4brain/neuron_kplus.git)
• Python2.7
  • NumPy
  • Matplotlib

実行方法

ローカルマシン

./als_v2/src$ sh run.sh

クラスタ

./als_v2/cluster_job$ qsub job.sh

スーパーコンピュータ (京)

./als_v2/job$ pjsub run_with_mechano.sh

Result

.sh ファイル内で指定しているディレクトリ内に Job ID と同名のディレクトリが作られ，その中にシミュレーション結果が保存される

• out: 標準出力
• record: 単位時間毎の膜電位
• spike: スパイクが立ったタイミング，cluster で実行する場合，LN, PN については draw_PSTH.py によってグラフも作成される

プログラムの構成

プログラムの詳細については ./takeover/hikitsugi_park_ver20160613.pdf を参照

• analyze: 解析用 Python プログラム群
• input: 種々の入力データ
  • estimation_data: パラメータ推定用データ，後藤さんの引き継ぎ資料参照
  • network_info: 神経回路中の全細胞の情報 (携帯とシナプス結合) について記載したファイル
  • spiketiming: 各受容細胞の刺激に対する応答を記載．
    • MRN: 機械感覚需要細胞の応答
    • ORN: 性フェロモン需要細胞の応答
  • swc: ニューロンの形状を記載した SWC ファイル，xxx_mkRegion.swc を利用
  • synapse_info: 各ニューロンのペアについて，結合しているコンパートメントとその id についての情報
  • synapse_list: ニューロンの結合情報，synapse_info への参照をもつ
• src: マルチコンパートメントシミュレーション用のソースコード
• single-src: シングルコンパートメントシミュレーション用のソースコード
• cluster_job: ラボのクラスタにジョブを投げる際に利用する .sh
• job: 京にジョブを投げる際に利用する .sh
• mod: nmodl ファイル- mod: nmodl ファイル
• takeover: 朴さんによる引き継ぎ資料
• visualize: ParaView により可視化する際に用いる vtk ファイルを作成
• estimation, fxjob: 本研究では使用していません

パラメータ

job ファイル内の NRNOPT で指定

• STOPTIME: シミュレーション時間
• IS_SUPERCOMPUTER: ローカルは 0，京は 1，cluster は 2 を指定
• INTERVAL: 連続刺激を行う場合の刺激間インターバル
• SAVE_ALL: 描画用に全てのニューロンの電位を保存する場合は 1 を指定
• NCELL: 細胞数
• WEIGHT_200: 性フェロモン受容細胞から PN への結合強度
• WEIGHT_300: 性フェロモン受容細胞から 300 系 LN への結合強度
• WEIGHT_301: 性フェロモン受容細胞から 301 系 LN への結合強度
• WEIGHT_M: 機械感覚受容細胞から各細胞への結合強度
• WEIGHT_GO_300: 一般臭 (General Odor) 受容細胞から 300 系 LN への結合強度
• WEIGHT_GO_301: 一般臭 (General Odor) 受容細胞から 301 系 LN への結合強度
• COMP_X: 膜電位を保存する LN コンパートメント (SAVE_ALL=1 の場合は不要)
• GABAA_ON: GABA A を有効にするかどうか
• GABAB_ON: GABA B を有効にするかどうか
• DOSE: 性フェロモン濃度
• NSTIM: 刺激回数
• MECHANO_SPONTANEOUS: 機械感覚受容細胞の自然発火周波数
• MECHANO_ON: 機械感覚受容細胞からの入力を有効にするかどうか
• GENERAL_ODOR_ON: 一般臭受容細胞からの入力を有効にするかどうか
• GABAA_GMAX_LTOP: LN → PN の GABA A の最大コンダクタンス
• GABAA_GMAX_LTOL: LN → LN の GABA A の最大コンダクタンス
• GABAB_GMAX_LTOP: LN → PN の GABA B の最大コンダクタンス
• GABAB_GMAX_LTOL: LN → LN の GABA B の最大コンダクタンス
• GBAR_TIMES_LN: LN における細胞内伝達に関するパラメータにかける定数 (伝達しやすさを調整)
• GBAR_TIMES_PN: PN における細胞内伝達に関するパラメータにかける定数 (伝達しやすさを調整)

各データ他の保存場所

卒業論文: synapse:/home/common/ResearchProducts/卒業研究/平成28年度/Arase ソースコード: https://github.com/KosukeArase/als_v2 京上での実行スクリプトと結果: K:/home/hp160269/k03367/als_v2 クラスタ上での実行スクリプトと結果: cluster:/home/arase/kanzaki_lab/als_v2