¹Научно-технологический университет "Сириус", Сочи, Россия
²ООО "Биософт.Ру", Новосибирск, Россия
³Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий, Новосибирск, Россия

Аннотация. В работе представлена разработанная на основе модульного подхода математическая модель эпилептических припадков, полученная с помощью объединения и модификации существующих моделей эпилепсии, которая впервые позволяет исследовать динамику возникновения, распространения и затухания приступов одновременно на клеточном и региональном уровнях организации мозга. На уровне отдельных клеток рассчитывалась динамика перемещений АМПА-рецепторов, изменений концентраций внутри- и внеклеточных ионов, деполяризации мембраны и других биофизических процессов, обуславливающих развитие иктальной активности. С учетом клеточных процессов и крупномасштабной структуры мозговой сети на региональном уровне моделировались потенциалы локального поля областей мозга. Показано, что динамика используемых в структуре многоуровневой модели отдельных подмоделей соответствует динамике исходных моделей, авторы которых проводили их валидацию через сравнение с экспериментальными данными. Приведено теоретическое обоснование связей, объединяющих подмодели в единую структуру.

Ключевые слова: математическая модель, эпилепсия, ЭЭГ, синаптическая пластичность, модель мозговой сети, биофизическая модель нейрона, BioUML.