NeuroML

NeuroML

NeuroML은 XML(Extensible Markup Language) 기반의 모델 기술 언어로서 컴퓨터 신경과학에서 모델을 정의하고 교환하기 위한 공통 데이터 형식을 제공하는 것을 목적으로 합니다.NeuroML의 초점은 실제 뉴런의 생물물리학적, 해부학적 특성에 기반을 둔 모델에 있다.[1]

역사

신경과학 모델을 기술하기 위한 언어로 NeuroML을 만드는 아이디어는 Goddard 등에 의해 처음 소개되었습니다.(2001) 에든버러에서 열린 회의에 이어 언어 구조에 대한 초기 템플릿이 논의되었다.이 최초 제안은 가드너 등이 제안한 범용 구조에 기초했다.(2001).[3] 당시 NeuroML의 개념은 기본 애플리케이션이 시뮬레이션 문제의 다양한 측면을 처리하기 위해 다양한 플러그인 구성 요소를 로드하는 소프트웨어 아키텍처를 개발하는 아이디어와 밀접하게 연관되어 있었습니다.Neosim(2003)은 이 목표를 기반으로 개발되었으며, 초기 NeuroML 개발은 이 접근법에 밀접하게 정렬되었다.Neosim을 만들면서 Howell과 Cannon은 NeuroML Development Kit(NDK)라는 소프트웨어 라이브러리를 개발했습니다.NeuroML Development Kit는 XML의 특정 사투리를 구현했습니다.List of List XXX 구조도 포함되며, 이 구조도 SBML(시스템 생물학 마크업)에 포함되었습니다.모델 설명 수준에서 특정 구조를 정의해야 합니다.대신, Neosim용 플러그인 개발자들은 가장 유용한 구조에 대해 어느 정도 공감대가 형성되기를 바라며 자체 구조를 개발하고 NDK를 통해 연재할 수 있었다.실제로 Edinburgh 그룹 이외의 개발자는 거의 이러한 구조를 개발하거나 사용하지 않았으며, 그 결과 XML이 너무 특정 애플리케이션에 적용되어 폭넓은 채택을 얻을 수 없었습니다.너심 프로젝트는 2005년에 끝났다.

Goddard 등의 아이디어를 바탕으로 한다.(2001년)과 에든버러 그룹과 토론, 샤론 크룩 공동의 노력 XML에서 막을 뉴런든을 묘사하는 언어 MorphML.[3]처음부터 전화를 개발하기 시작했을 때 MorphML의 배경 아이디어는은 C.로 근무할 필요한 모든 요소들이 포함될 것 형태적 구조물을 묘사하는 형식을 발전시키는 것이었습니다omMON 데이터 형식과 XML의 장점을 추가하였습니다. 동시에 Padraig Gleeson과 Angus Silver는 NELL과 GENESIS 시뮬레이터를 위한 신경 시뮬레이션을 생성하기 위한 neuroConstructure를 개발하였습니다.당시 neuroConstruct는 형태학, 채널 및 네트워크에 대해 시뮬레이터에 의존하지 않는 내부 표현을 사용했습니다.이러한 노력이 NeuroML의 기치 아래 통합되어야 한다는 데 합의하였고, 현재 NeuroML의 구조를 만들었습니다.스키마는 수준(예: MorphML, ChannelML 및 Network)으로 구분되었습니다.ML) 다양한 애플리케이션이 다양한 언어 부분을 지원할 수 있도록 합니다.[5] 2006년부터 이 버전의 표준 XML 스키마 파일을 NeuroML 개발 사이트에서 이용할 수 있습니다.

언어

목적

NeuroML 이니셔티브의 주요 목표는 다음과 같다.

  • 신경계의 생물물리학, 해부학 및 네트워크 아키텍처를 다양한 척도로 기술하기 위한 언어(XML)의 사양을 작성한다.
  • 연구자들 간에 복잡한 신경 네트워크 모델의 교환을 촉진하여 모델의 투명성과 접근성을 향상시킨다.
  • NeuroML을 지원하는 소프트웨어 도구를 홍보하고 새로운 소프트웨어 및 데이터베이스 개발을 지원합니다.
  • NeuroML의 범위 내에서 모델을 만드는 연구자가 모델을 이 형식으로 교환하고 게시하도록 장려합니다.

구조.

NeuroML은 실제 신경 형태와 막 전도(전도 기반 모델)를 통합하고 알려진 해부학적 연결에 기반한 네트워크 모델을 통합하는 생물물리학적 및 해부학적 세부 모델에 초점을 맞춘다.NeuroML 구조는 레벨로 구성되며, 각 레벨은 특정 생물물리학적 척도를 다룬다.사양의 모듈성은 한 번에 하나의 모듈에 집중할 수 있기 때문에 개발, 이해 및 사용이 용이합니다.다만, 모듈은 심리스하게 조립되도록 설계되어 있습니다.현재 NeuroML에는 세 가지 레벨이 정의되어 있습니다.

  • 레벨 1은 셀의 해부학적 측면에 초점을 맞추고 메타데이터용 스키마와 메인 MorphML 스키마로 구성됩니다.상세 신경 형태(NeuronLand 등)를 모델링하는 도구는 이 레벨에 포함된 정보를 사용할 수 있습니다.
  • 레벨 2는 세포의 생물물리학적 특성과 ChannelML을 사용한 채널 및 시냅스 메커니즘의 속성을 기술한다.신경 스파이킹 동작을 시뮬레이션하는 소프트웨어(NELLUN 및 MOOSE 등)는 이 레벨의 모델 기술을 사용할 수 있다.
  • 레벨 3에서는 공간에서의 셀의 위치와 네트워크 접속을 설명합니다.네트워크의 이런 종류의 정보ML은 소프트웨어(CX3D나 PCSIM 등)에서 네트워크 아키텍처의 상세 정보를 교환하기 위해 사용할 수 있습니다.cell morphology와 connectivity를 포함한 레벨3 파일은 neuroConstruct 등의 응용 프로그램에서도 사용할 수 있습니다.

NeuroML 사양 페이지에서 읽을 수 있는 형식의 현재 스키마를 사용할 수 있습니다.

NeuroML 응용 프로그램 지원

NeuroML의 전체 또는 일부를 지원하는 소프트웨어 패키지 목록은 NeuroML 웹 사이트에서 확인할 수 있습니다.

지역 사회

NeuroML은 국제적인, 자유롭고 개방적인 커뮤니티 활동입니다.

NeuroML 팀은 NeuroML 사양을 구현하고, 웹사이트와 검증자를 유지하며, 연례 워크숍 및 기타 이벤트를 조직하고, NeuroML의 추가 개발을 조정하기 위한 특정 자금을 관리합니다. NeuroML 언어 버전 2.0은 사양 위원회에 의해 개발되고 있습니다.NeuroML은 멀티스케일 모델링에 관한 국제 신경정보학 코디네이션 퍼실리티 프로그램에도 참여하고 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Friston, Karl J.; Gleeson, Padraig; Crook, Sharon; Cannon, Robert C.; Hines, Michael L.; Billings, Guy O.; Farinella, Matteo; Morse, Thomas M.; Davison, Andrew P.; Ray, Subhasis; Bhalla, Upinder S.; Barnes, Simon R.; Dimitrova, Yoana D.; Silver, R. Angus (2010). "NeuroML: A Language for Describing Data Driven Models of Neurons and Networks with a High Degree of Biological Detail". PLOS Computational Biology. 6 (6): e1000815. Bibcode:2010PLSCB...6E0815G. doi:10.1371/journal.pcbi.1000815. ISSN 1553-7358. PMC 2887454. PMID 20585541. open access
  2. ^ Goddard NH, Hucka M, Howell F, Cornelis H, Shankar K, Beeman D (August 2001). "Towards NeuroML: model description methods for collaborative modelling in neuroscience". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 356 (1412): 1209–28. doi:10.1098/rstb.2001.0910. PMC 1088511. PMID 11545699.
  3. ^ a b Gardner D, Knuth KH, Abato M, et al. (2001). "Common data model for neuroscience data and data model exchange". Journal of the American Medical Informatics Association. 8 (1): 17–33. doi:10.1136/jamia.2001.0080017. PMC 134589. PMID 11141510.
  4. ^ Gleeson, Padraig; Steuber, Volker; Silver, R. Angus (2007). "neuroConstruct: A Tool for Modeling Networks of Neurons in 3D Space". Neuron. 54 (2): 219–235. doi:10.1016/j.neuron.2007.03.025. ISSN 0896-6273. PMC 1885959. PMID 17442244.
  5. ^ Crook S, Gleeson P, Howell F, Svitak J, Silver RA (2007). "MorphML: level 1 of the NeuroML standards for neuronal morphology data and model specification". Neuroinformatics. 5 (2): 96–104. doi:10.1007/s12021-007-0003-6. PMC 6130779. PMID 17873371.

외부 링크