Самостоятельно электропроводка: Электропроводка в доме своими руками: видео, схемы, фото

Разное / 03.08.1977 / alexxlab / 0

как составить схему и провести своими руками

Как дача отличается от городской квартиры, так и монтаж электропроводки на даче имеет свои особенности. В сельской местности электроэнергия подается по воздушным линиям. Участившиеся бури приводят к обрывам проводов. Это в свою очередь вызывает броски напряжения, которые требуют дополнительных мер защиты от поражения электрическим током.

Иногда дачи находятся «на отшибе», на удалении от линий 220-380 В. Но поблизости может оказаться высоковольтная сельская линия электропередач напряжением 6(10) кВ. Они обычно идут вдоль дорог от села к селу. Тогда для устройства электропроводки требуется понижающий трансформатор.

Самые распространенные проблемы

Из-за того, что сельские линии электропередач изначально не были рассчитаны на такую нагрузку как сейчас, падение напряжения вплоть до отключения – явление практически повсеместное.

Для особо «нежных» приборов требуются стабилизаторы напряжения. Их можно установить на даче стационарно, подсоединив отдельную розеточную группу электропроводки.

Если дача используется не круглогодично, то помещения отсыревают. Это приводит к окислению контактов электропроводки.

Зимой при отоплении помещений может появляться конденсат, что вызывает дополнительное окисление. Поэтому в таких дачах провести электропроводку нужно открытым способом на фарфоровых изоляторах или в негорючих пластиковых каналах. Замена поврежденных участков будет простой и удобной.

Если в домике постоянно проживают или имеется автоматическая система отопления с поддержанием плюсовой температуры, тогда проводку на даче допускается делать скрытой.

Но в любом случае нужно сделать заземление и молниезащиту, без них пользоваться электричеством будет небезопасно.

В качестве заземления на даче лучше всего использовать заводские модульно-штыревые системы. Они компактны, надежны, могут устанавливаться на любом грунте.

Ввод кабеля и установка щитка

Для ввода в дачу самым надежным вариантом является прокладка силового кабеля в траншее на глубине не менее 80 см. Спуск со столба надо делать в металлическом гофре.

В траншее прокладывать в асбоцементной или пластиковой трубе. Воздушный способ прокладки неудобен из-за необходимости время от времени обрезать ветки деревьев касающихся кабеля.

Во время сильных ветров возможен обрыв линии.

В линиях электропередач используются алюминиевые провода, поэтому для снятия напряжения со столба потребуется тоже алюминиевый кабель.

Раньше энергетики позволяли прокладывать голый провод до трубостойки с изоляторами, а дальше можно было подсоединять кабелем к электросчетчику.

Теперь из-за хищений электроэнергии (энергетика тоже стала частной) они требуют прокладывать кабель со столба и до электросчетчика одним куском с последующим пломбированием места подключения к счетчику.

Щит электропроводки вместе со счетчиком и автоматами защиты надо расположить в доступном месте, лучше на входе в коридоре или отдельном помещении вместе с отопительной системой.

В любом случае электрощит должен находиться выше уровня земли на полметра. Рекомендуется устанавливать на такой высоте, чтобы было удобно осуществлять монтаж, и снимать показания со счетчика.

Сейчас в продаже много унифицированных электрощитков для подсоединения электропроводки. В них можно разместить счетчики с автоматами защиты от перенапряжений, устройства защитного отключения (УЗО) от токов утечки и шины заземления.

Расчет нагрузки

Чтобы сделать электропроводку на даче, сначала нужно определиться с нагрузками в каждом помещении. Для этого надо:

• начертить поэтажный план дачи с указанием мест расположения всех электроприборов постоянно или временно подключаемых к электросети;
• выбрать оптимальную точку ввода кабеля на дачу;
• выбрать место расположения главного электрощита (на большой даче иногда устанавливают отдельные электрощиты на каждый этаж;
• после этого считается мощность нагрузки по комнатам и типам приборов.

Для определения токов, протекающих по электропроводке необходимо мощность разделить на напряжение сети 220 В. Для удобства и минимизации расходов на провода и сопутствующие материалы необходимо разбить все электроприборы на группы по типам и расположению.

Обычно выделяется пара осветительных групп, две-три розеточных. Для гаража, бани, санузла выделяют отдельную группу.

Розетки в помещениях с повышенной влажностью подключаются через маломощный разделительный трансформатор.

Электропроводку желательно делать в двойной изоляции. Это необходимо для дополнительной защиты от поражения электрическим током.

На основании плана и расчетов будет составлена схема проводки, которой надо строго придерживаться.

Безопасность

При вводе кабеля по воздуху необходимо предусмотреть надежное крепление для крюков с изоляторами. Ветровые и снеговые нагрузки на даче бывают значительными, это необходимо учесть для надежной работы электропроводки.

Кабель должен проходить вдали от ветвей деревьев. Сильно натягивать его нельзя. В случае большого расстояния дачи от линии электропередач может потребоваться установка дополнительного столба.

Заземление

Так как сельские электросети подвержены частым обрывам, то при обрыве нулевого провода на электроустановках может появиться опасное для жизни напряжение.

Это происходит потому, что используется четырехпроводная система электроснабжения с совмещенным нулевым и заземляющим проводом. Поэтому в случае попадания фазы на корпус бойлера, например, на нем окажется напряжение 220 В. При этом автомат защиты не сработает, так как проходящие через него токи будут находиться в пределах нормы.

При прикосновении к корпусу, человек будет поражен электротоком. Чтобы этого не происходило нужно вместе с электропроводкой установить на даче заземление и устройство защитного отключения, которое реагирует на токи утечки (разность токов по фазному и нулевому проводам).

УЗО

Для защиты от пожара на вводе необходимо поставить селективное (противопожарное) УЗО, которое защитит дачу от пожара вследствие повреждения изоляции электропроводки.

В дачном доме это весьма вероятно. Значение отключающего тока должно быть в три раза больше всех токов утечки электропроводки и подключенных приборов на даче.

Это же соотношение должно соблюдаться при установке УЗО на отдельные группы или несколько групп. Для правильного подключения производитель дает пошаговые инструкции и наносит схему с главными параметрами.

Автоматы защиты

После разбивки электропроводки на группы, необходимо на каждую из них установить автомат защиты от короткого замыкания и перегрузок. На осветительные группы обычно устанавливаются автоматы на 10-16 А, на розеточные 16-25 А.

На дачу затруднительно получить разрешение на потребление электричества более 5 кВт, этот предел был установлен с давних времен для сельских домов и поселковые сети были на них рассчитаны.

Поэтому будем исходить из этих же допусков. При такой нагрузке для электропроводки розеточных групп и прокладки кабеля между щитом и распределительными коробками достаточно медного провода сечением 2,5 мм². Для групп освещения подойдет кабель сечением 1,5 мм².

Прокладка проводов

Для наружной электропроводки предусмотрены специальные выключатели, розетки и распределительные коробки. Используйте на даче именно их.

В случае скрытой электропроводки рекомендуется кабель прокладывать в гофрированной пластиковой трубе. В дальнейшем это позволит без ущерба для интерьера заменить поврежденный провод.

В распределительных коробках соединения проводов надо делать через клеммную колодку, если позволяет размер, или в скрутку с использованием СИЗ.

Все контакты должны быть тщательно заизолированы. Если есть возможность можно и пропаять. Заземляющий провод необходимо подключать через болтовое соединение.

Автоматы защиты от перегрузок, как и выключатели освещения, устанавливаются на фазный провод. При подключении розеток нужно проверить правильность подсоединения нулевого и заземляющего провода.

Проводка на даче своими руками тоже должна проводится с соблюдением всех правил устройства электроустановок и строительных норм. Кабель должен пролегать горизонтально или вертикально.

Подводка к выключателям производится сверху, к розеткам снизу. При прокладке сквозь стены дачи кабель электропроводки должен проходить через защитную трубу.

После окончания монтажа вся электропроводка проверяется на отсутствие короткого замыкания, с помощью мегометра определяется сопротивление изоляции.

Все работы по прокладке электропроводки не требуют высокой квалификации. Наиболее ответственные моменты, такие как прозвонка, можно поручить электрику.

Схема электропроводки должна быть изготовлена в нескольких экземплярах с указанием расстояний от пола, проемов, потолка и храниться с документами на дом и участок.

Как самому проложить новую электропроводку в доме

Итак, вы решили заменить в доме проводку – старую на новую. С чего лучше начать? Прежде всего, нужно определиться: можно сменить проводку полностью – первый вариант, или же воспользоваться старой, и уже от нее провести дополнительные розетки и выключатели – второй вариант. Последний вариант проще, быстрее и дешевле (но не факт, что надежнее).

Поэтому рассмотрим первый вариант. Для начала нужно составить проект (который желательно согласовать в Энергонадзоре).

Запитать дом можно несколькими способами. Например, все комнаты будут подсоединены к электросчетчику через один автомат, розетки – соответственно через другой, а можно (и это наиболее правильно) каждую комнату запитать через отдельный автомат. Автоматы будут сгруппированы на щитке возле счетчика. Плюс этого варианта состоит в том, что в случае неисправности или другой необходимости можно обесточить любую из комнат, в то время как все остальные будут подключены.

В каждой комнате можно  прямо на стенах нарисовать крестики, где удобнее всего расположить электрозетки и выключатели.  По новому стандарту выключатели устанавливаются на уровне 80-90  сантиметров от пола, но лучше всего на уровне опущенной руки (опять-таки для удобства). Обратите внимание, чтобы они не оказались за шкафом или под ковром. Розетки устанавливаются примерно в 30 сантиметрах от пола.

А вообще, лучше руководствоваться правилом – располагать розетки и выключатели таким образом, чтобы ими было удобно пользоваться всем членам вашей семьи. Например, если у вас выделено место для глажки белья,  то устанавливать розетку на высоте 30 см от пола не имеет смысла, лучше установить ее в таком месте, и на таком уровне, чтобы вам было комфортно ею пользоваться.

На розетках не экономьте. В каждой комнате их можно установить по 2-3  и более, они не испортят интерьер комнаты. На кухне розетки необходимо устанавливать над разделочным столом, но не непосредственно над плитой или мойкой.

Теперь пройдитесь по комнатам и подсчитайте, сколько получилось  «точек» – крестиков. Для каждой такой точки необходимо приобрести коробку, в которой и будут размещаться розетки и выключатели. Не забудьте предусмотреть – сколько выключателей и розеток необходимо приобрести двойных и одинарных, а также розеток с заземлением и без заземления (как правило, приборы, используемые на кухне и в ванной комнате, требуют заземления, а в ванной, кроме того, лучше использовать розетки с закрывающимися крышками).

Теперь поговорим о соединительных проводах.  Провод лучше использовать медный многожильный с двойной изоляцией, например ВВГ. К розеткам подводится провод сечением не менее 2,5 мм², а к заземляющим розеткам – тройной провод того же сечения. Провод на освещение выбирается  сечением 1.5 мм2.

ВАЖНО: провод на освещение и для розеток тянуть отдельно от распределительной коробки. На мощные стационарные электроприборы – электроплита, стиральная машина также нужно проложить отдельные провода с заземлением. Электроплита или электродуховка подсоединяются проводом сечением не менее 4 мм².

Далее нам также понадобятся распределительные коробки, устанавливаемые в каждой комнате.  Как мы уже определились, от пускового автомата магистральный провод будет идти отдельно в каждую комнату к распредкоробке. Прикиньте приблизительно, какие электроприборы будут располагаться в комнате, и определите их суммарную мощность. От этого будет зависеть, какого сечения магистральный провод нам прокладывать от щитка к распредкоробке. Обычно, магистральные провода берутся сечением 2,5 мм². Этого  вполне достаточно, чтобы запитать комнату суммарной мощностью не менее 3 кВт. На современную кухню, где энерговооруженность очень высокая – микроволновая печь, электрочайник, холодильник, утюг, электродуховка,  и другие  электрические приборы — магистральный провод должен быть сечением 4 — 6 мм²,   а если на кухне установлена еще и электропечь  — то сечение провода выбирается согласно ТУ, указанным в документации на электропечь.

Итак, мощность рассчитана, сечения проводов определены. Теперь необходимо рассчитать длину проводов от каждой распредкоробки и маршрут их прокладки к установленным пускателям на электрощите. Провод необходимо брать длиной  на 1-2 метра больше от расчётного, чтобы его хватило цельного на всю длину прокладки. Категорически запрещено использовать магистральные провода, составленные из кусочков.

Чтобы проложить провод, нужно под него проштробить стену (т.е. сделать канавку) такой глубины, чтобы в нее свободно можно было вложить провод.  Если намечается установить подвесной потолок, то магистральные провода, предварительно заключенные в гофрированную трубу,  можно проложить по потолку, закрепив их хомутиками.  Не забудьте  подписать каждый провод (присоединить с помощью скотча бирки) – от какого автомата и в какую комнату он будет проложен. Так вам легче будет ориентироваться при подсоединении.

Следующий этап – нарисовать на стене пути прокладки проводов  от распредкоробки к розеткам, светильникам и выключателям. Заодно вычисляем длину проводов каждого сечения, не забывая делать допуски  в 1м. Укладываются провода в заранее подготовленые канавки. Предварительный допуск проводов, заведенных в распредкоробки, розетки, выключатели должен быть не менее 20 см. В обязательном порядке на концы проводов прикрепляем бирочки с указанием того, откуда идёт провод. В дальнейшем это на 90% сократит время при определении проводов,  какой с каким соединять.

Уделите особое внимание методу подсоединения проводов в распредкоробке. От этого будет зависеть надежность работы, как самих электроприборов, так и  обеспечение пожарной безопасности вашего жилья.

Обратите внимание, что жилы электропроводов разного цвета. Весьма важно определиться каким цветом провод вы подсоедините к фазе, а каким — к нулю.    Как известно, ток течет по двум проводам – по одному проводу он течет к электроприбору, а по второму – от прибора. Провод, ток по которому направляется к прибору – это фаза, а другой, соответственно — ноль. Определить фазу можно с помощью отвертки-индикатора (лампочка будет гореть). Какая разница, где ноль, а где фаза?  Дело в том, что выключателем будет разрываться фаза, и сделано это именно для того, чтобы щелкнув выключателем, мы могли спокойно ковыряться в светильнике. В двужильном проводе  провод синего цвета принято подсоединять к нулю (шина N в электрощите), тогда будем считать, что на протяжении всего процесса соединения (и соответственно соединять синий с синим) синий провод у нас будет ноль. Фаза всегда подходит к выключателю. Коричневый же провод подсоединяем к  фазе, а стало быть, и весь провод на протяжении всего соединения также будет соединен с фазой. Этот провод будет идти через выключатели на светильники.

Если провод тройной, то средний провод – желтый с зеленой полосой, будем считать заземлением, и подсоединяться он будет к заземлению (шина PE в электрощите).

Все провода от розеток, светильников и  выключателей должны сходиться в распредкоробке. Именно в распределительной коробке и будут находиться все возможные соединения. Например, в распределительную коробку заходит магистральный провод с тремя жилами – фаза, ноль и земля. Проложенный от розетки провод мы подсоединяем к магистральному: синий – ноль, желтый – земля, коричневый – фаза. От светильника также идет двойной провод к распредкоробке. К ней же подходит и провод от выключателя. Коричневый провод от выключателя мы подсоединяем к магистральному проводу коричневого цвета, а синий – ноль от магистрального провода мы подсоединяем к синему, который идет от светильника. Синий провод от выключателя мы подсоединяем напрямую с коричневым от светильника. Таким образом, все соединения  расположены в одном месте, что очень удобно (при обслуживании). Посоветовать здесь можно только одно: выбирайте распредкоробки достаточного размера для размещения в них всех соединений. Розетки между собой  можно подсоединять  проводом  одной марки и одинакового сечения, последовательно  от одной  к другой, за исключением случаев,  когда к розетке будет стационарно подключен особо мощный электроприбор – электродуховка, электропечь или какой-либо другой, требующий согласно ТУ отдельного подключения.

Теперь переходим к электрощиту. В нем мы должны установить пусковые автоматы. Автоматы выбираются на ток срабатывания в зависимости от нагрузки. Для комнаты суммарной мощностью 3 кВт достаточно 10 А. Для кухни с повышенной энергоемкостью – 15 — 20 А.  Но лучше всего в каждом конкретном случае получить консультацию у специалиста — электрика. Устанавливаются автоматы на так называемую «динрейку». После установки верхние клеммы автоматов соединяются с  фазным выходом счётчика и перемычками между собой сечением того провода, который подходит к счетчику. К нижним клеммам автоматов подсоединяем  коричневые провода от магистральных линий, а синие к шине N, к которой подключен «ноль» от счетчика. Эта шина устанавливается в электрощите. Так же в электрощите  устанавливается шина PE для  заземления, к которому будут подсоединены жёлтые провода с зелёной полосой. В настоящее время появилось много электрощитов разной формы и разных размеров. Поэтому, если у вас достаточно свободного места, то все соединения можно  расположить в одном электрощите  надёжно и красиво. Есть смысл  поставить общий реле напряжения сразу после счётчика. Благо, сейчас таких реле  великое множество – с цифровой индикацией входящего напряжения,  и кроме того выполняющих функцию защиты всего дома, как от превышения напряжения на вводе в дом, так и от понижения напряжения, и даже с возможностью ручной настройки этих параметров.

В число полезных защитных устройств можно отнести и такой прибор как УЗО — устройство защитного отключения. Но о нём  мы поговорим в следующем руководстве.

Что еще можно посоветовать? Если вы живете в многоэтажном доме и ваш электросчетчик расположен в общем электрощите на лестничной площадке, то в квартире лучше установить отдельный электрощит, как описано выше.

Подытожим:

• электротехнические работы начинаются одними из первых (выдалбливание углублений под коробки для розеток, выключателей, распредкоробок,  штробление  канавок для  проводов) и заканчиваются  так же одними из последних (установка светильников, розеток  и другой фурнитуры).
• при выборе розеток обратите внимание на способ крепления проводов. Во многих импортных розетках  используется специальное зажимное устройство,  в которое просто  всовывается провод. Такие розетки удобны в монтаже, и выдерживают значительные нагрузки.
• в одном блоке можно вместе размещать как розетки, так и выключатели.
• для ванной комнаты  лучше предусмотреть установку отдельного УЗО с расчетным током утечки 10 мА.
• если  Вы  не решаетесь самостоятельно заниматься электропроводкой, то все электротехнические работы  доверяйте  квалифицированным специалистам или организациям, имеющим  соответствующие лицензии.

Материалы, близкие по теме:

Как добавить розетку в квартире самостоятельно

Довольно часто может сложиться ситуация, когда количества розеток в квартире, или в отдельной комнате, становится недостаточно для использования всех необходимых электроприборов. Приходится использовать удлинители, что создаёт определённые неудобства. Или включать приборы в сеть поочерёдно. Это приводит к большим затратам времени. Неудивительно, что многие люди задаются вопросом: как добавить дополнительную розетку в квартире?

Если проводка довольно старая и находится в неудовлетворительном техническом состоянии, то желательно заменить её целиком. Для этого прокладывают новую проводку уже с необходимым для удобного использования количеством электрических розеток. Данный вариант целесообразно совмещать с проведением капитального ремонта квартиры или частного дома. Поскольку полная замена проводки влечёт за собой нарушение целостности стен, и, соответственно, дальнейшее их восстановление.

Как добавить розетку в квартире

Более дешёвым и быстрым вариантом будет являться добавление одной или нескольких розеток в квартире без полной замены проводки. Этот вариант актуален, если в ближайшее время ремонт в квартире не планируется, а также, если электропроводка в квартире находится в нормальном состоянии, либо уже недавно производилась её замена. Конечно же, о количестве электрических розеток и о местах их размещения в квартире желательно думать до начала ремонта. Однако, если момент уже упущен, нужно решить как подключить дополнительную розетку в квартире

Как разместить кабель и розетку на стене

При установке дополнительных розеток в квартире в первую очередь нужно решить, какой тип розетки будет использоваться – наружной или внутренней установки, то есть накладная или встраиваемая. То же касается и кабеля от розетки до участка электропроводки, на котором уже есть питание. Поскольку существует скрытый или открытый способ монтажа кабеля.

Скрытая проводка и встраиваемая розетка

Какой вариант установки розетки и прокладки кабеля выбрать – решать Вам.
Встраиваемая розетка и скрытая проводка, естественно выглядит наиболее удачным вариантом с эстетической точки зрения. Однако, как уже было сказано выше, в большинстве случаев такой вариант влечёт за собой довольно дорогостоящий ремонт. Необходимо будет штробить стену, делать отверстие под монтажную коробку. При этом будет нарушена целостность стены и повреждено её отделочное покрытие.

Открытая проводка и накладные розетки

Монтаж кабеля открытым способом (снаружи стены), а также установка розеток накладного типа позволит выполнить работы с наименьшими трудозатратами, а также минимизировать количество пыли и грязи. Такой способ позволит сохранить отделочное покрытие стены, на которой планируется установить розетку и проложить кабель.

Монтаж проводки открытым способом: минимум затрат и работ

Минусом данного метода является то, что добавленный участок проводки будет виден, что выглядит не слишком аккуратно. Решить данную проблему можно несколькими способами. Например, если возможно, то проложить участок проводки, спрятав его за элементами интерьера комнаты. Это уже не будет бросаться в глаза, и может являться приемлемым вариантом. Также достаточно простым решением является расположения кабеля под плинтусом — это не влечёт за собой масштабных ремонтных работ, и само по себе является достаточно экономичным вариантом.

Как добавить розетку в квартире со стенами из гипсокартона

В том случае, когда стены в квартире отделаны гиспокартоном, монтаж скрытых элементов электропроводки значительно упрощается. Для установки розетки в данном случае нужно будет выбрать пустой проем между монтированными на стене профилями и выполнить отверстие под монтажную коробку. Если розетка находится под распределительной коробкой, то дополнительный участок кабеля можно проложить в пустоте между профилями. Или же протянуть провод вниз, а внизу проложить провод в кабель-канале либо внутри плинтуса, который конструктивно предназначен для прокладки кабеля.

Проложить проводку можно незаметно, протянув ее внутри плинтуса

Вариантов проложить проводку множество – все зависит от конкретных условий в квартире. Окончательный выбор, как всегда, за Вами.

Как выбрать розетку

Существует множество видов розеток, отличающихся между собой по конструкции и по предназначению.

Конструкция и предназначение розеток

Для использования в квартирах и частных домах рекомендуется использовать несколько видов:

• Простая без заземления (Тип С 1а) Подходит для работы простых приборов, в рабочем режиме выдерживает напряжение до 250 Вт при постоянном токе 10А либо при переменном до 16А
• С двумя контактами по бокам для заземления (Тип С 2а) Подходит для подключения нагревательных колонок, котлов, стиральных машин, микроволновых печей, насосов и другой бытовой техники. Параметры мощности сравнимы с предыдущими
• Оснащёные заземлением штифтового формата (Тип С 3а) Подойдёт для подключения более мощных электробытовых приборов. Характеристики — такие же, как у С2а
• Тип С5 — розетки старого образца, выдерживающие всего 6А
• Евророзетки с выступающим корпусом и широко расположенными отверстиями под вилку. (Тип С 6) подходят для устройств с такими же вилками.

Выбираем розетку по способу монтажа

По способу монтажа различают розетки наружной и внутренней фиксации. Часто точку питания выполняют в виде двойника или блока, состоящего из нескольких розеток. Наружная – часто используется в старых домах, ретро интерьерах. В целях безопасности прокладывается под металлическими трубами, чтобы исключить возможность соприкосновения проводки с поверхностью стены. Предусматривает проведение дополнительных слесарных работы. Чтобы не нарушить визуальное восприятие ретро стиля, на одной диэлектрической подложке можно установить дополнительную розетку рядом с основной.

Розетки наружной фиксации с проводкой открытого типа часто используются в ретро-интерьерах

Выбирают розетку согласно стилю, спрятав провода за крышкой, чтобы не нарушить общую картину. При использовании скрытой розетки вся проводка оказывается скрытой внутри стены – кабель укладывается в специальные канавки – штробы, а розетка с подрозетником монтируется в специально высверленную для этого выемку.

Видео: Как подключить бытовую розетку

Выбор кабеля

Во избежание перегрева проводки и последующего её выхода из строя необходимо соблюдать некоторые требования при выборе кабеля. Для монтажа в квартире используют двухжильный, либо трёхжильный провод. Двухжильный провод состоит из двух жил – нуля и фазы, заземление в этом случае не используется. Трёхжильный провод позволяет выполнить заземление. Выполнение заземления повышает безопасность использования электропроводки, а также снижает риски удара током. Использовать заземление при добавлении розетки в квартире можно только в том случае, когда жила заземления есть на участке, от которого планируется подключение нового участка кабеля.

Двухжильный провод состоит из двух жил – нуля и фазы

Материал и диаметр сечения кабеля

Также при выборе кабеля необходимо учитывать диаметр его сечения и материал их которого он изготовлен. В квартирах и жилых домах по требованиям пожарной безопасности желательно применять медный кабель. Медь по сравнению с алюминием меньше перегревается и выдерживает большие нагрузки. Диаметр кабеля используемого в квартирах может быть от 1,5 до 3 квадратных миллиметров, однако по таблице длительно допустимых токовых нагрузок для электробытовых приборов суммарной мощностью от 2 до 4 кВт целесообразно использовать кабель сечением 2,5 квадратных миллиметра.

Подключение от уже имеющейся розетки

Рассмотрим один из самых простых способов добавить розетку в квартире – подключиться к уже имеющейся розетке. Данный способ предусматривает подключение кабеля к новой дополнительной розетке от другой розетки, уже находящейся в комнате. Такой способ допустимо применять при подключении новой розетки только в случае, когда не планируется использовать электроприборы большой мощности. Как правило, в данном случае подводится кабель сечением 1,5-2 кв. мм, подходящий для использования бытовых электроприборов, мощностью не превышающих 2 кВт. Использование более мощных электроприборов может привести к перегреванию контактов, выходу из строя кабеля и ухудшению качества соединения.

Расчет суммарной нагрузки

В данном случае нагрузку нужно рассчитать таким образом, чтобы в сумме с нагрузкой уже имеющейся розетки, суммарная нагрузка не превышала допустимую для кабеля и других элементов электропроводки, проложенной к данной розетке. То есть данным способом можно подключить одну розетку от другой в случае если суммарная нагрузка обеих розеток не превышает максимальную для данного участка кабеля. Кроме того, в данном случае обязательно нужно помнить о том, что при подключении новой розетки от уже имеющейся, по контактным зажимам первой розетки будет протекать ток равный суммарной нагрузке обеих розеток. Вот почему нельзя допускать, чтобы суммарная нагрузка обеих розеток превышала допустимую величину для одной (первой) розетки.

Допустим, например, что суммарная нагрузка двух розеток равна 20 А, тогда для кабеля сечением 2,5 кв. мм, данная нагрузка будет ниже номинальной. Однако для розетки от которой выполняется подключение, допустимый ток не более 16 А, следовательно данная нагрузка будет чрезмерна и высока вероятность того, что розетка быстро выйдет из строя при одновременном использовании обеих розеток.

Подключение от распределительной коробки

Ещё один способ подключения – подключение дополнительной розетки от ближайшей распределительной коробки. Прежде чем подключать дополнительную розетку от уже имеющейся распределительной коробки нужно убедиться, что участок электрического кабеля, питающий данную коробку, имеет достаточную для подключения новой розетки нагрузочную способность.

Пример расчета суммарной нагрузки

Например, нам нужно подключить розетку рассчитанную на нагрузку 10 А. К выбранной распределительной коробке уже подключено две розетки суммарной мощностью 14 А. Кабель, ведущий от распределительного щитка к выбранной нами распределительной коробке имеет сечение 4 мм кв. Автоматический выключатель, установленный для защиты данного участка сети рассчитан на номинальный ток 16 А.

Если добавить дополнительную розетку, то суммарная нагрузка трех розеток будет равна 24 А. Для провода, по которому поступает питание к данной распределительной коробке от щитка, такая нагрузка допустимая. То есть данный вариант подключения розетки допустим. Однако, нужно понимать, что автоматический выключатель установленный для защиты данного участка сети при повышении нагрузки на данном участке электропроводки необходимо будет заменить с 16 А на 25 А. При этом автоматический выключатель защитит от перегрузки участок проводки. Однако, розетки не защищаются в полной мере, так как номинальный ток для каждой из розеток равен 16 А, а номинальный ток для автоматического выключателя равен 25 А.

Применение светодиодных лент в квартире и доме

Прямое подключение от главного распределительного щитка

Следующий способ предусматривает подключение новой розетки от главного распределительного щитка квартиры. Этот способ актуально использовать для подключения электроприборов высокой мощности. А также, если нагрузочная способность участка электропроводки или всей проводки в квартире в целом не позволяет подключить дополнительную розетку одним из способов предложенных выше.

Преимущества подключения от главного распределительного щитка

Очевидным преимуществом подключения дополнительной розетки от распределительного щитка является высокая надежность. Это обусловлено, в первую очередь, отсутствием промежуточных контактных соединений. Кроме того, данный способ характеризуется высокой степенью защиты. Поскольку для защиты данного участка устанавливается индивидуальный автоматический выключатель, подобранный с учетом всех допустимых параметров для всех элементов данной сети.

Как добавить розетку в квартире понятно. Однако во всех этих случаях нужно соблюдать необходимое сечение кабеля для новой точки. Обычно для питания розеток в квартире выбирается кабель сечением 2,5 мм. кв. Однако, если у Вас в планах есть использование электроприборов высокой мощности (прямым подключением от щитка), то сечения в 2,5 мм.кв. может быть недостаточно. Тогда имеет смысл подобрать кабель большего сечения.

Общие правила

Когда выбрали один из способов подключения дополнительной розетки. А также определили её местоположение в квартире можно начинать подготовительные работы. Необходимо помнить, что прокладка электропроводки, установка новой розетки проводятся только после полного обесточивания сети. Это производится путём отключения автомата или пробок. Чтобы убедиться что сеть полностью обесточена необходимо воспользоваться специальным индикатором. В идеале можно применять сразу два индикатора. Это поможет безошибочного получить результаты и избежать нежелательных последствий.

Что делать, если человека ударило током. Первая необходимая помощь пострадавшему человеку

Необходимо помнить, что прокладка электропроводки, установка новой розетки проводятся только после полного обесточивания сети путём отключения автомата

Если Вы решили использовать скрытый способ прокладки электропроводки и установки розетки скрытым способом, то необходимо выполнить подготовку штробы и места для монтажной коробки под дополнительную розетку. В случае с использованием открытого способа прокладки кабеля выполняется монтаж кабель-каналов для нового кабеля, а также выполняется установка крепежных элементов для крепления накладной розетки.

Помним о безопасности, удобстве и эстетике

Необходимо помнить, что перед тем как начать работы по монтажу нового участка кабеля и дополнительной розетки необходимо убедиться в том, что на выбранном месте прокладки проводки и монтажа розетки не проходит уже существующий кабель другой линии электропроводки. Также стоит учитывать удобство расположения дополнительной розетки и нового кабеля, чтобы в будущем, при необходимости установить на стену какие-либо элементы интерьера не мешала новая розетка либо чтобы не повредить смонтированный кабель.

Розетки удобнее всего размещать на высоте 0,5-1 м от пола, но не ниже 30 см от плинтуса. Наиболее актуально размещать по одной розетке на каждые 6 – 8 квадратных метров жилья.

Порядок монтажа розетки

Существует определенный порядок как добавить розетку в квартире:

1. Отключить электропитание, обесточить помещение, где проводятся строительно — монтажные работы. При помощи специального индикатора убедиться, что всё сделано правильно.
2. Демонтировать крышку с розетки.
3. Извлечь прибор, освободив удерживающие контакты.
4. Подключить проводку к новой розетке.
5. Убедиться, что провод не передавлен ограничителем, при необходимости увеличить отверстие в стене или в подрозетнике, подогнав его под размер кабеля.
6. Установить новую розетку на место.
7. Выполнить отверстие в крышке для кабеля.
8. Прикрутить крышку на место.
9. Проводку спустить вниз к плинтусу, либо провести к нужной точке, прикрепляя к стене с шагом 30–40 см.

При наличии минимальных знаний и необходимых инструментов добавить розетку в квартире можно самостоятельно

Уяснив, как добавить розетку в квартире, рекомендуем придерживаться правил техники безопасности. А также соблюдать требования по обустройству электрической сети. Так Вы сможете создать надёжную систему с продолжительным сроком эксплуатации. При наличии минимальных знаний и необходимых инструментов, всю работу Вы сможете произвести самостоятельно своими руками.

Электропроводка в газобетонном доме своими руками

В данной статье мы собрали множество полезной информации про электропроводку в газобетонном доме. Вы узнаете некоторые азы электромонтажного дела, среди которых следующее: подбор диаметра проводов, сравнение кабельных жил, схемы проводки, планировку разводки проводов, штробление газобетона и многое другое.

Расчет мощности электропотребления и подбор кабеля

Чтобы определиться с характеристиками требуемого электрического кабеля, необходимо рассчитать мощность потребления всех возможных электроприборов в доме. Сразу отметим, что нужно применять именно медные провода.

Для розеточной группы, сечение кабеля должно быть от 2.5 мм. Кв., для освещения – от 1.5 мм. кв. Для подключения мощных электроприборов, таких как бойлер, электроплита, камины и прочее, сечения кабеля должно быть от 4 мм. Кв.

Однопроволочная или многопроволочная жила

Однопроволочная жила кабеля более жесткая, и при частых перегибах ломается. Ее используют именно для стационарный электропроводки, так как она дешевле чем многопроволочная и более проста в монтаже.

Многопроволочная жила очень гибкая, применяется для труднодоступных мест и для подключения переносного оборудования.

Использование трансформаторов и стабилизаторов

Нестабильное напряжение в сети является частой проблемой в домах, и это может стать не только причиной поломки электроприборов, но даже порчи электропроводки.

Решить такие неполадки можно применяя трансформатор напряжения, который представляет из себя статистический электроаппарат, преобразующий напряжение. Заказать такой прибор можно на сайте newet.ru. Принцип трансформатора в том, что он выравнивает и сглаживает скачки напряжения, защищая всю электросистему дома.

Схемы подключения проводки

От схемы подключения зависит надежность электропроводки, удобство использования, и расход провода и комплектующих.

Выделяют следующие виды (схемы) подключения:

1. Все розетки и лампочки подключены через один автомат.
2. Все розетки подключены через один автомат, все лампочки – через другой.
3. В каждой отдельной комнате по автомату на розетки, а всё освещение подключено на другой автомат. 

План электропроводки и разводки в доме

План электропроводки является очень важным и ответственным этапом, в котором нужно очень хорошо разобраться самостоятельно, или прибегнуть к услугам специалистов.

На этапе планировки нужно схематически указывать следующие элементы:

1. Щиток.
2. Провода.
3. Розетки.
4. Светильники(лампочки).
5. Выключатели.
6. Автоматы.
7. Распределительные коробки.

Скрытая и открытая проводка

Скрытая проводка – это вариант, когда провода прячутся в стены, потолок и пол. В стенах делаются штробы, укладываются в них кабеля и замазываются штукатуркой. Гофрированная проводка в полах заливается бетонной стяжкой. На потолках гофрированные кабели закрываются натяжными потолками, пластиковыми панелями и прочими навесными материалами.

Основной смысл скрытой проводки – визуальное восприятие и дополнительные возможности декора.

Открытая проводка – это вариант, когда гофрированные кабеля укладываются снаружи стен в специальные кабель каналы. По полу и потолку кабеля укладываются в плинтуса. На вид такая проводка смотрится не очень приятно, моё субъективное мнение.

И она больше подвержена механическим повреждениям, к примеру, если ее случайно адеть переносимой мебелью. Плюс открытой проводки – быстрая замена и простой ремонт.

Использование гофры

Гофра является дополнительной защитой кабеля и применяется в электропроводке довольно часто. Но всегда ли оправдано ее применение? Давайте разбираться. Многие электромонтажники настаивают на повсеместном использовании гофры, чтобы увеличить себе объем работ и общую стоимость. Но давайте подойдем к этому вопросу логически.

Подумайте, если используется хороший кабель ВВГнг-Ls, который спрятан в газобетонную штробу и заштукатурен, нуждается ли он в гофре? С точки зрения пожаробезопасности гофра в этом случае не нужна, но она может быть оправдана в случае замены кабеля, когда его вытягивают из штробы проволокой. Но далеко не факт, что это получится.

Гофру нужно использовать, если часть кабеля проводится в бетонной стяжке.

Использование гофры обязательно для открытой проводки, и особенно при использовании горючих облицовочных материалов, таких как пластик и дерево.

Монтаж распределительных коробок и розеток

Распределительные коробки, как и розетки, могут быть утоплены в толщу газобетона, а могут полностью выступать на поверхности. Утопленный вариант в газобетоне более предпочтителен, так как это и более пожаробезопасно и практичнее.

Большое отверстие в газобетоне под розетку или распределительную коробку можно сделать при помощи шуруповерта с коронкой. Высверливаются круги и внутренность скалывается молотком.

Штробы под кабеля в газобеотне

Штробы делаются в газобетоне также очень просто, при помощи штробореза или шуруповертом с фрезой. Помните, что штробы должны идти строго вертикально и строго горизонтально, чтобы не запутаться при дальнейшей отделке.

Выпиливая штробы рекомендуем прикручивать направляющие из металлического профиля, это позволит сделать канавки идеально ровными.

Электропроводка своими руками. Как сделать электропроводку на даче, в квартире, гараже

электрика, сигнализация, видеонаблюдение, контроль доступа (СКУД), инженерно технические системы (ИТС)

В этом разделе я расскажу как своими руками сделать электропроводку дома, в квартире, гараже.

Основные правила прокладки электропроводки в перечисленных помещениях схожи, поэтому, если Вы сможете самостоятельно осилить прокладку электропроводки в квартире, то тем более сможете сделать это в загородном доме (на даче) или гараже.

Начать следует с определения способа прокладки проводов. Их существует, собственно, два:

• скрытый;
• открытый.

Скрытой электропроводкой я бы назвал ту, доступ к которой закрыт той или иной строительной конструкцией или материалом и не возможен без предварительного демонтажа этой конструкции. Хочу пояснить почему я дал такое витиеватое определение.

Дело в том, что для многих скрытая электропроводка ассоциируется с исполнением, когда провода прокладываются в штробе (рисунок 1а) или непосредственно по стене (рисунок 1б) с последующим оштукатуриванием.

Однако, возможен вариант, когда электропроводка проложена непосредственно по стене, которая впоследствии зашивается гипсокартоном или другим отделочным материалом (рисунок 1в).

Справедливости ради стоит заметить, что технология прокладки проводки во втором случае не отличается от выполнения монтажа электропроводки открытым способом, однако, после завершения отделочных работ свободный доступ к ней будет закрыт, о чем говорилось выше.

Несомненным достоинством вариантов 1а и 1б является их высокая пожаробезопасность, но не стоит забывать — неисправная электротехническая арматура (распределительные коробки, розетки, выключатели) в любом случае может служить причиной возгорания.

С точки зрения дизайна этот способ самый предпочтительный, однако, наиболее трудоемкий.

Значительно проще сделать своими руками открытую электропроводку, правда для квартиры это не очень эстетично, но для выполнения проводки по ранее рассмотренному варианту 1в для квартиры вполне подходит, а для гаража, например, или, отчасти, для загородного дома типа дачи, просто незаменим.

Здесь существует несколько способов прокладки электропроводки (рис.2).

1. Гофрошланг, выполненный из полимерных материалов. Удобен тем, что имеет внутри сталистую проволоку с помощью которой внутрь затягиваются провода. Крепление на несущие поверхности производится посредством специальных клипс, которые устанавливаются на саморезы (естественно, через дюбели), а в них вставляется снаряженный проводами гофрошланг.
2. Металлорукав. Обладает более высокими прочностными, огнестойкими характеристиками. Затягивание провода из- за отсутствия протяжки более сложное. Крепление производится специальными скобами, которые, равно как клипсы для гофрошланга, должны иметь соответствующий сопрягаемый размер. Для проводки внутри помещений используется достаточно редко.
3. Электромонтажный короб. Устанавливается на несущую конструкцию, после укладки электропроводки в лоток закрывается крышкой. Удобен легким доступом к проводке в процессе эксплуатации, позволяет в любое время, при необходимости, проложить дополнительные линии.
4. Крепление провода непосредственно электромонтажными скобами. Не очень удобный способ, может рекомендоваться для предварительного крепления провода в штробах. Прокладку при этом стоит производить по несгораемым поверхностям.

Это наиболее удобные, на мой взгляд, способы прокладки электропроводки.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

как правильно проложить и раскидать провода в 1, 2 или 3-х комнатной квартире по планировке, правила проектирования и прокладки кабелей

Электропроводка в жилых помещениях должна соответствовать нормам, действующим в РФ. Какие виды, схемы, различия разводки в зависимости от количества комнат, советы и другие важные моменты, все это будет разобрано ниже.

Правила проведения электропроводки в квартире

Монтаж электропроводки в квартирах относится к масштабным мероприятиям. Такая процедура требует полной уверенности. Если её нет – рекомендуется обращаться к специалистам, либо приглашать помощников. Только грамотно подобранная схема защитит от проблем в дальнейшем, обеспечит спокойную эксплуатацию.

Отличительные особенности современной электропроводки

В конце 20 века произошёл рывок в современных технологиях бытового типа. Помимо телевизоров, внутри домов стали использоваться и другие устройства:

1. Беспроводная связь.
2. Мощная бытовая техника.
3. Видеонаблюдение и системы охраны.
4. Компьютеры.

Потому и работы с монтажом электрических сетей усложнились. Принципы работы и обустройства остались при этом прежними.

Даже первый этап – проектирование – вызывает сложности. Необходимо знать места расположения приборов для бытового использования и мощность, которую они поглощают. Система освещения для каждого помещения продумывается на этом же этапе.

Теперь используют не только силовые, но и слаботочные системы. Это провода для телевизоров и телефонов, компьютеров. Сюда же входит акустическая и охранная техника. Силовые, слаботочные системы не разделяют. Источником питания для приборов служит классическая сеть 220 В.

Количество приборов, устройств с одновременной эксплуатацией меняется в большую сторону. Раньше хватало одной люстры, теперь к верхнему свету добавляют местный, либо систему точечных светильников. Увеличивается и общая мощность, которая потребляется приборами.

Схема разводки электропроводки в квартире по габаритам

Рассмотрим схемы нескольких вариантов. Их применение на практике не связано с проблемами

1 комнатная

При таких условиях приборы – в минимальном количестве. Линий подключения тоже будет меньше. Но общим принципам лучше продолжать следовать, не стоит создавать отдельные линии для помещений вроде ванной и санузла.

Совершение следующих действий помогает при составлении схем для стандартных помещений с одной комнатой:

1. Выбор параметров, с которыми будет работать электрическая сеть.
2. Расчёт нагрузки, подбор кабеля и подходящей модели УЗО.
3. Выбор схемы подключения, с 1 или несколькими сетями.

Электрическая сеть и её параметры

Сложно заранее просчитать, в пользу каких приборов внутри квартиры сделают выбор постояльцы. Но для подсчёта суммарной мощности важно знать хотя бы о том, каким будет приблизительное количество. Не стоит забывать о местах размещения техники. Удлинители, дополнительные фильтры портят окружающий интерьер, создают проблемы для эксплуатации.

Способ прокладки кабелей выбирают отдельно. Существуют закрытые, открытые варианты. При открытом проводку укладывают поверх декоративных материалов. Тогда часть её прикрывают при помощи пластиковых коробов, а другую часть – оставляют на виду.

Такие преимущества:

1. Беспроблемное подключение дополнительных линий при необходимости.
2. Быстрое проведение монтажа.
3. Монтаж в любой промежуток времени при ремонте.

Если проводка скрытая – то возникает необходимость в штроблении стен. Тогда провода маскируются под финишной отделкой. Вариант подвесных конструкций самый простой – в этом случае прикрытием становятся гипсокартонные короба, натяжные конструкции.

Скрытая проводка тоже отличается определёнными преимуществами:

1. Сохранение целостности интерьерного оформления.
2. Увеличение допусков к номинально разрешённым токам.
3. Снижение требований к характеристикам, которых придерживаются во время монтажа.

Скрытая разводка – традиционный вариант для квартир, которые куплены недавно. Открытый вариант становится, скорее, исключением.

Как рассчитать нагрузку в электросети?

Для проведения окончательного расчёта во внимание принимаются такие факторы:

1. Напряжение электросети.
2. Номинальный ток.
3. Мощность электроприёмников.

Лучше воспользоваться готовыми таблицами, хотя методов расчёта – множество.

Оптимальный вариант – обращение за помощью к инженеру, либо использование специализированных компьютерных программ. У них вероятность получения точного результата больше.

Когда сети разделяют по группам – не обойтись без подключения автомата 25 А для каждой отдельной линии. Номинальный ток в сумме учитывается при любых обстоятельствах. 16 А хватит для сетей освещения.

Какую схему стоит выбрать?

Источник питания – одна линия, либо несколько. Первый вариант для современных условий недопустим – ведь отдельная линия сейчас требуется даже для одного прибора. Каждый из них обладает достаточной мощностью.

У других схем точек подключения, линий больше.

Двухкомнатная

От количества комнат принципы при создании схемы электропроводки не меняются. Есть некоторые особенности, требующие учёта:

1. Рекомендуется разделять провода на две группы, если и санузел раздельный.
2. Три линии – необходимый минимум для кухни.
3. По отдельным комнатам разделяется и освещение.
4. Разделение у сети с розетками – по количеству комнат.

В схемы разводки включается и оборудование для охраны, ведь жильё с двумя и большим количеством комнат считается элитным.

Трёхкомнатная

Здесь придерживаются тех же правил, что и в предыдущем случае.

Апартаменты

Для них действуют те же требования и правила, что описаны выше.

Можно ли составить план разводки самостоятельно, и сколько это будет стоить?

Такой вариант допустим, если мастер уверен в своих силах. Что касается расценок на работы и выполнение схем, то они устанавливаются индивидуально для каждого из клиентов. И зависят от характеристик, которыми будет обладать сеть:

1. Разновидность здания или помещения.
2. Объём работ.
3. Количество материала.
4. Разновидность монтажа.
5. Используемые розетки.

Эти факторы влияют и на то, какой будет схема, сложно ли её реализовать. Лучше заранее провести консультацию, чтобы не было вопросов.

Электропроводка по группам: как лучше сделать?

При разделении на несколько линий контроль проводов и компонентов упрощается. При возникновении неисправностей выключают одну группу. Остальные части функционируют как обычно.

Стационарная бытовая техника

В кухне, на территории санузла размещается мощная техника.

Когда проводят ремонт, кухонная зона требует отдельного подключения. Если одно устройство в этом помещении сломается – проводится замена. Тогда выключают один защитный аппарат, целое помещение энергии не лишается.

Сложности возникают из-за того, что точки подключения к сети у электрических приборов часто в местах со сложным доступом. Источник неисправностей – не только приборы, но и проводка. В этом случае просто проще передвинуть один рычаг на аппарате защиты.

Выделенная линия для кухни

Линия для этой комнаты традиционно работает с самой большой нагрузкой. Даже если агрегаты не используются, постоянное подключение к сети присутствует. Это:

1. Тостеры.
2. Микроволновки.
3. Вытяжки.
4. Посудомоечные машинки.
5. Варочные плиты.
6. Духовые шкафы.
7. Холодильники.

Многие приобретают мультиварки и электропечки, другие подобные приспособления.

Включать несколько приборов одновременно можно, если использовать один кабель, отличающийся повышенной мощностью.

Водонагреватели, приборы освещения подключаются по отдельности. Иначе нагрузка для сети окажется слишком большой, и в какой-то момент всё будет отключаться.

Одна или несколько осветительных групп

Приборы допускается объединять в одну группу, если выполнены такие условия:

1. Использование шестирожковой люстры для зала.
2. Верхнее освещение малой мощности для спальни.
3. Дополнительно используется два ночных светильника-бра.

Отдельная группа организуется для каждого помещения, если присутствует несколько источников освещения.

Помещение с повышенной влажностью

Для электрических приборов, кабелей при таких обстоятельствах действуют жёсткие требования. Дополнительные риски появляются из-за близкого соседства с водой. При составлении схем по электроразводке учёт следующих правил помогает добиться подходящего результата:

1. Коробки распределения обязательны.
2. Розетки для электроприборов тоже монтируются, с максимальной аккуратностью.
3. Место установки выключателя подбирается с учётом требований, условий.
4. Способ монтажа выбирается в скрытом варианте.

Степень защиты для каждой из розетки на уровне минимум IP44. Рекомендуется приобретать специальные устройства в комплекте с крышкой, защищающей от попадания брызг.

Рекомендуется выбирать светильники не на классические 220 В, а на 12 В.

Проводку придётся заменить на трёхжильную, если заземление отсутствует из-за устаревшей первоначальной схемы.

Многокомнатные многоэтажные квартиры

Варианты:

1. Прямо по поверхности, в гофрированных трубах. Решение подходит при черновых стенах, которые потом покрываются штукатуркой, другими видами материалов.
2. Создание штроб в стене, чтобы потом укладывать провода.
3. По полу, кратчайшим путём.

Выбор определяется материалом перекрытий, свойствами основных стен.

Как правильно раскидать проводку в квартирах с выходом на чердак, мансарду?

Первый шаг – определение количества розеток, которые нужны для помещения. План составляется в зависимости от текущих потребностей жильцов. Отдельное подключение на отдельных проводах рекомендуется для следующих приборов:

1. Бойлеры.
2. Обогреватели.
3. Электроплиты.

Для одного прибора требуется одна основная розетка, и две запасных минимум. Шесть розеток и десять точек для осветительных приборов – стандартная схема при обустройстве мансард.

Кабельный маршрут должен располагаться на расстоянии от 10 до 30 см от пола. Главное – чтобы кабель можно было замаскировать.

Как правильно проложить проводку в новостройке?

Главное – учитывать устройство проводки в квартире, включая такие элементы:

1. Сеть пожарной сигнализации.
2. Радиотрансляционная сеть.
3. Телефонные линии.

Допустима ситуация только с питающим кабелем на квартирном входе. Он рассчитан на то, чтобы потребители получали необходимую мощность. Владелец жилого дома самостоятельно монтирует счётчики и розетки, выключатели, разводит проводку. Вариант уместен, если квартира передаётся без отделки.

Стоит ли полностью менять проводку в старой квартире или доме?

В случае с алюминием замену рекомендуют в полном объёме. Если же используется медь – окончательное решение зависит от состояния и возраста элементов. Окисления, подгорания и другие подобные эффекты – знак того, что замена необходима. Допустимы ситуации, когда меняется, докладывается только часть.

Советы экспертов

Вот некоторые принципы проведения работы, которые помогают добиться результата:

К коридору идут выключатели санузла.

1. Отдельный проект составляют по слаботочным системам. Полную защиту от помех обеспечивают при отдельном протягивании слаботочки и силовых линий.
2. Чем больше розеток – тем лучше. В этом случае можно будет обойтись без удлинителей.
3. 0,8-1 метр от пола – высота, где установка выключателей даст оптимальный результат.
4. Розетки – на высоте 0,3-1 метр от пола.
5. Схема не обходится без точек питания, мест установки приборов повышенной прочности.
6. Разделение по группам.

Когда делается ремонт, схема станет главным ориентиром, потому её держат при себе.

Один из значимых моментов – соединение проводов друг с другом. Для этого применяются монтажные или распределительные коробки. Допустим и прямой вариант, с клеммами, скруткой.

Использовать обои и штукатурку для сокрытия проводов – рискованный шаг. Иначе во время ремонта придётся снимать облицовку полностью. Некоторые электрики выбирают вариант, когда ставятся монтажные коробки для выключателей, розеток. Тогда соединения остаются в свободном доступе. Но расход кабелей увеличивается.

Термоусадка – вариант при соединении проводов одной розеточной линии. Клеммы с пружинными механизмами помогают монтировать осветительные сети. Есть и другие варианты:

1. Традиционная пайка.
2. Опрессовка.
3. Клеммные колодки.

Когда провода подключены и замаскированы – будет считаться, что электромонтажные работы завершены. Создана полная комплектация электрощита. В любой момент можно менять люстры или розетки, другие подобные детали. Если работы проведены правильно, то проблем с доступом возникнуть не должно. Осветительные приборы и декоративные элементы часто монтируются уже после окончания других этапов.

Главное – помнить о правилах безопасности, работая с электричеством. Тогда всё будет в порядке, и система отличится продолжительным сроком эксплуатации.

Полезное видео

варианты прокладки и правила монтажа проводки

Электрическая проводка в СИП-доме отличается от привычной системы проводов в кирпичном здании, коттедже из ракушечника или пеноблоков. Несмотря на то, что находящийся внутри канадских панелей пенополистирол имеет свойство самозатухания, в случае форс-мажора нагретый полимерный продукт может запустить процесс тления и возгорания ориентированно-стружечных плит (OSB).

Причинами пожара могут стать короткое замыкание, перегрузка сети без стабилизации напряжения, утечка тока, образование электродуги. Чтобы избежать быстрого воспламенения древесных щепок в составе панели и предотвратить гипотетическую возможность пожара, рекомендуется монтировать и защищать проводку с учетом специфики стройматериалов.

Нормативная база в России

При возведении жилого или коммерческого здания из SIP-панелей с параллельной или последующей разводкой электрики необходимо руководствоваться двумя базовыми документами:

1. «Строительные нормы и правила» (СНиП).
2. «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ).

Проектировочный свод правил СП 31-105-2002 рекомендует прокладывать электропроводка в доме из СИП-панелей через технические пустоты в утеплителе. Небольшие шахты внутри утеплителя вырезает завод-изготовитель – самостоятельно этого делать не нужно. Главным же требованием к электрической сети является использование негорючих марок кабеля: изделий с маркой NYM в поливинилхлоридной изоляции или медных силовых кабелей типа ВВГнг-LS и ВВГнгд.

Поводом для дискуссий вокруг СП 31-105-2002 является тот момент, что документ не предлагает использовать дополнительные втулки и трубы для защиты электрического кабеля. Но любой электрик с большим опытом работы в деревянных домах скажет, что требования ПУЭ в пункте 7.1.38 обязывают изолировать электрический кабель надежной металлической трубой. Получается, что два главенствующих документа противоречат друг другу?

Зарубежный опыт 

Американцы и канадцы доверяют первому варианту монтажа электропроводки в городском доме из СИП-панелей. Они используют специальные тоннели, подготовленные прямо в материале на заводе по производству OSB-плит. Западные инженеры пошли гораздо дальше российских коллег и вырезают в ориентированно-стружечной плите выемки под коробки, розетки, выключатели.

Однако важна не только проводка, но и вспомогательные элементы системы. В Соединенных Штатах Америки пожары из-за неисправной электропроводки возникают в 6 раз реже, чем в России, несмотря на популярность домов финского и канадского типа. Это достигается не только благодаря описанным выше пустотам в утеплителе, но и современным системам заземления, повсеместной эксплуатации пожарных сигнализаций и автоматов дуговой протекции. Если в России это оборудование считается прерогативой богатых домов, то в США оно снизило количество возгораний деревянных коттеджей на 58% за 10 лет.

Варианты прокладки проводки в доме из СИП-панелей

Но вернемся в российские реалии. У нас все по-другому и далеко не каждый производитель изготавливает теплоизоляционные панели с разветвленными техническими пустотами. Поэтому проводку в доме из СИП-панелей чаще всего инсталлируют хозяева дома или подрядчики. Делают это двумя методами – открытым и закрытым.

Открытые способы проводки

Самые дешевые и простые, чаще всего используются в летних коттеджах и дачных домах. Кабель прокладывается прямо по стене и закрывается негорючими протекторами. Провод кладется ровно горизонтально или вертикально, диагональная укладка запрещена.

Вначале необходимо начертить схему монтажа провода по комнатам или «разводку». Затем при помощи обычного грифельного карандаша и строительного уровня вычертить на стенах ровные линии и точки в местах монтажа будущих розеток и выключателей. На основании рисунка и планировочных размеров комнат высчитывается метраж кабеля. 

Рассмотрим основные варианты защиты кабеля:

1. Кабель-канал. Изделие представляет собой узкий пластиковый короб квадратного или прямоугольного сечения, чаще всего белого цвета. Кабель-каналы крепят на строительный клей или саморезы через каждые 25-50 см. При монтаже открытой электропроводки в частном доме из СИП-панелей на самовозведенные стены из гипсокартона используют дюбель-бабочки. На поворотах и стыках монтируют пластмассовые заглушки и углы, которые легко соединяются между собой вручную без инструмента.
2. Электротехнический плинтус. Специальный напольный плинтус представляет собой традиционную конструкцию с камерой для электрического кабеля. Это более эстетичный вариант открытой разводки провода. Единственным недостатком является невозможность протянуть линию через дверной проем. В таком случае необходимо сверлить сквозное отверстие в стене и прокладывать кабель через полимерную трубу.
3. Гофра. Использование гофрированной трубы широкого диаметра, закрепленной на стене помещения, возможно только в хозяйственных постройках. Основной недостаток такого решения – непривлекательный внешний вид. Сложность организации проводки данным методом состоит в том, что сначала необходимо протянуть кабель через гофротрубу, и лишь затем аккуратно закрепить гофру на специальные клипсы или металлические скобы, чтобы не повредить изоляцию жил.

Если вас смущает низкий уровень эстетики и вы готовы увеличить расходы на электропроводку в 2-2,5 раза, советуем рассмотреть закрытые методы монтажа.

Закрытые способы проводки

Скрытая проводка в доме из СИП-панелей не видна глазу, так как прокладка электросетей производится внутри стены, за отделочными материалами. Некоторые владельцы и строители коттеджи кладут кабель в металлорукав, короб и негорючую гофру из поливинилхлорида. Трасса направляется от домового щитка ко всем потребителям электроэнергии в здании. Это не самый оптимальный вариант проводки, так как он требует много времени и сил на реализацию.

Провода и защитный тоннель можно уложить в пустом пространстве, которое образует деревянная обрешетка под гипсокартонные листы типа DIY. В таком случае электрокабель можно закрепить прямо под ГКЛ-листом. Единственно значимым нюансом этого метода является минимальная потеря жилой площади комнаты. Однако стоит понимать, что данный вариант монтажа менее затратный, чем предыдущий.

Наконец, можно скомпоновать самодельную сэндвич-панель. Сначала на ОСП-панель пришивается черновой слой гипсокартона без профиля. Затем укладывается второй слой, в котором штробируют углубления и отверстия под кабель с каналом или гофрой. Заключительным шагом следует нашивка третьего слоя стройматериала. Данный вариант электропроводки в доме из СИП-панелей не только повышает уровень пожарной безопасности, но и обеспечивает хорошую шумоизоляцию за счет поглощения ударного и воздушного шума. Как ясно из описания, это самый дорогостоящий способ.

Правила монтажа электропроводки в доме из СИП-панелей

1. Используйте только негорючие марки кабеля: NYM, ВВГнг-LS, ВВГнгд, ППГнг(А)-HF, ППГнг(А)-FRHF.
2. При монтаже открытой электропроводки в доме из СИП-панелей выбирайте кабель-каналы из огнезащитных или самозатухающих полимеров.
3. Монтируйте качественный контур заземления и защиту от разряда молнии.
4. Устанавливайте пожарную сигнализацию, а если позволяют финансы – систему пожаротушения.
5. Подключайте УЗО в щитке, чтобы предотвратить утечку токов. 
6. Снижайте нагрузку на сеть за счет отказа от устаревших ламп накаливания в пользу светодиодов.

Рекомендации Международного стандарта 

 Начиная с весны 2014 года Международная Электротехническая Комиссия в части 4.42 документа №60364 рекомендует домовладельцам устанавливать защитное оборудование AFDDs. Защитные устройства с данной маркировкой отвечают всем требованиям IEC 62606. Документ был обновлен экспертами из Швейцарии в 2016 году, а с 7 января 2018 года действует на территории России как ГОСТ. Новый государственный стандарт описывает устройства защиты бытового назначения при дуговом пробое.

Вместе с МЭК зарубежные, а теперь и российские производители SIP-панелей и готовых конструкционных решений для сборки домов также рекомендуют устанавливать детекторы дуговой защиты. Миниатюрные датчики мгновенно реагируют на генерацию электрической дуги и отключают ток на сомнительном участке за сотые доли секунды. Благодаря такой способности модулей электропроводка в СИП-доме может быть смонтирована без специальных средств защиты. Кабель укладывается в пустоты и подводится к потребителям энергии без какой-либо дополнительной оболочки.

Эксперты по пожарной безопасности в США, настроенные прагматично, предупреждают: даже при комплексной защите дома от возгорания пожары все-таки случаются. Поэтому, из какого бы материала не был изготовлен коттедж, при проектировании жилища необходимо учесть возможность экстренной связи с дежурным пожарной службы и поддерживать подъездные пути к дому в хорошем состоянии.

Ферментативная самопроверка в нанопорах и ее применение в биотопливных элементах с прямым переносом электронов

Сообщается о синтетической ферментативной активности в нанопорах, ведущей к непосредственному производству модифицированных электродов, применимых в качестве биосенсоров и / или элементов биотопливных элементов. Мы демонстрируем гетерогенную ферментативную имплантацию нанокластеров платины, PtNC, в глюкозооксидазу, GOx, иммобилизованную на мезопористых углеродных наночастицах, на поверхность, модифицированную MPCNP. Поскольку поры ограничивают рост кластеров, сборка PtNC @ GOx / MPCNP становится электрически связанной с матрицей, демонстрируя прямой перенос электронов, DET, биоэлектрокаталитические свойства, которые коррелируют с примененной продолжительностью синтеза и размером кластера.Этот рост нанокластеров изнутри наружу от кофактора к матрице исследуется и далее сравнивается со стратегией обратного вовнутрь, которая следует за электрохимическим осаждением кластеров Pt внутри пор и их электрически индуцированным расширением к центру FAD фермента. Хотя методологии изнутри наружу и снаружи внутрь обеспечивают, впервые, синтетические двунаправленные прямые пути проводки фермента к поверхности, мы подчеркиваем асимметрию в эффективности проводки, связанную с различными сборками.Результаты указывают на существование более короткого промежутка между кофактором FAD и PtNC в ферментативно имплантированной сборке, что приводит к повышенным биоэлектрокаталитическим токам, снижению перенапряжения и более высокой скорости оборота, 2580 e ^— s ^-1 . Затем имплантированный узел соединяют с катодом из MPCNP, адсорбированным билирубиноксидазой, чтобы получить биотопливный элемент, полностью изготовленный из DET. Благодаря превосходному электрическому контакту анода, синтезированного изнутри наружу, эта ячейка демонстрирует повышенный потенциал разряда и выходную мощность по сравнению с аналогичными системами, в которых используются электрохимически синтезированные вне выращенные PtNC-GOx / MPCNP или даже MPCNP, модифицированные GOx, диффузионно опосредованные. ферроценметанолом.

SD Электротехническая комиссия — Электромонтаж домовладельца

Электропроводка домовладельца

Кодифицированный закон штата Южная Дакота

(SDCL) 20: 44: 14: 01 (12) определяет «освобождение владельца» как освобождение от требований лицензирования для отдельного владельца, который лично устанавливает электропроводку и оборудование в доме или на ферме, находящейся в собственности. и проживал в или на человеке, устанавливающем электрическую проводку или приспособления.

Домовладельцам не требуется иметь лицензию на подключение к собственному жилому дому или усадьбе, которые соответствуют требованиям SDCL 20: 44: 14: 01; однако разрешение на электромонтаж требуется, когда взимается сбор в размере 10 долларов США или более (см. ниже). Вы можете приобрести разрешение на электромонтаж в Комиссии по электричеству Южной Дакоты. (Примечание: домовладельцам не разрешается проводить установку на коммерческой или арендуемой собственности с разрешения домовладельца. Домовладельцам передвижного дома или модульного дома не разрешается проводить установку на этих конструкциях, если единицы не расположены на участке, занимаемом владельцем по адресу время проведения установки.Электромонтаж этих объектов должен выполнять лицензированный подрядчик по электрике из Южной Дакоты.)

Плата создается в соответствии с графиком сборов за проверки. Например, человек может поменять до четырех проемов в доме до получения разрешения, так как первые 40 проемов стоят 2 доллара за проем. Отверстия могут быть приспособлениями, розетками, выключателями и т. Д. Поэтому вам не нужно будет тянуть разрешение, чтобы сменить свет, два или четыре. Но если вы замените пять или более проемов любой комбинации, будет взиматься плата в размере 10 долларов или более, требующая разрешения.Обратите внимание: установщик может запросить проверку любой установки, вне зависимости от того, стоит ли она 10 долларов США или нет.

Чтобы получить разрешение на проводку домовладельца , отправьте чек к оплате в Комиссию по электричеству Южной Дакоты и отправьте заявление на разрешение домовладельца (формат Adobe PDF). Вы также можете отправить заявку через скан / факс с данными кредитной карты. Обратите внимание, что до проведения проверок необходимо оплатить сборы.

Примеры сборов (пожалуйста, не забудьте добавить 15 долларов за лицензионный сбор) :

• Новые дома с 1 июля 2020 года: 160 долларов плюс 15 долларов за разрешение (один предварительный взнос и один окончательный).См. 20: 44: 20: 01 для услуг более 200 ампер.
• Новая услуга в гараже: 60 долларов плюс трассы плюс 15 долларов за разрешение (окончательный). См. 20: 44: 20: 02 для обслуживания более 200 ампер и платы за схему.
• Изменение услуги: 100 долларов США плюс новые схемы плюс 15 долларов США за разрешение (окончательный вариант). См. 20: 44: 20: 02 для услуг, превышающих 200 ампер, и платы за схему.
• Реконструкция / отделка подвалов / пристройки (без новых услуг или услуг по замене): 50 долларов США за добавленную / измененную цепь — 1 выделенная проверка на каждые 75 долларов США.Расчетная стоимость не требует исправлений. Базовые сборы ограничены 20: 44: 20: 02 .

Примечание: Дополнительные инспекции сверх назначенных инспекций оцениваются в 75 долларов за инспекцию.

Отправляйте платежи на:
Электрическая комиссия Южной Дакоты
Ул. С. Пьера, 308,
Пьер, SD 57501

Или вы можете отправить заявку по электронной почте и заплатить кредитной картой.

Комиссия отправит вам разрешение домовладельца по почте, когда мы получим ваш платеж.

Пожалуйста, свяжитесь с вашим государственным электротехническим инспектором для проверки дважды в течение вашего проекта.

Вы должны позвонить!

Любой установщик должен предоставить как минимум 72 часа уведомление инспектору или в офис Комиссии для проверки. Вы должны уведомить своего местного инспектора и выполнить предварительную проверку перед изоляцией, раскачиванием листов, облицовкой панелями или покрытием установки любым другим типом материала, который может помешать грубой проверке.Перед засыпкой траншеи необходимо проверить подземную проводку. Заключительный осмотр требуется для всех рабочих мест перед их занятием. Просмотрите список инспекторов (Adobe PDF | Excel). Часы работы электротехнических инспекторов: с понедельника по пятницу с 8:00 до 17:00, или вы можете оставить сообщение на их телефоне 24 часа в сутки.

• Rough-in — это когда у вас установлены все коробки, все провода установлены ко всем коробкам и правильно скреплены скобами, поддерживаются и открыты для проверки (без изоляции, гипсокартона или другого материала, покрывающего проводку).
• Заключительный осмотр — к этому времени все должно быть завершено. Все осветительные приборы, розетки, выключатели, крышки и другое оборудование, такое как водонагреватели, печи и другое стационарное оборудование, должны быть установлены и находиться под напряжением.

При приближении к предварительной и окончательной проверке позвоните своему инспектору, чтобы назначить время для проверки. Также очень важно завершить процесс получения разрешения, поэтому ПОЖАЛУЙСТА, убедитесь, что вы прошли окончательную проверку.Не существует закона, требующего наличия «Зеленых (окончательных) стикеров», но многие домашние инспекторы отмечают отсутствие «Зеленых (финальных) стикеров» во время сделок по продаже дома.

Срок действия разрешения — три года. Домовладелец несет ответственность за получение разрешения на продление установки на срок, превышающий первоначальный трехлетний период.

Несоблюдение государственных требований может привести к несоответствующей установке и / или административным сборам.

Буклет по электромонтажу домовладельца (формат Adobe PDF) включает список инспекторов по районам.
Для получения дополнительной информации звоните по телефону 605.773.3573.

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Нет кабельных спагетти в мозгу

Мозг полагается не на случайное соединение, а на самоорганизующиеся нейронные сети для обработки визуальной информации

Наш мозг — загадочная машина.Миллиарды нервных клеток связаны таким образом, что хранят информацию так же эффективно, как книги хранятся в хорошо организованной библиотеке. На сегодняшний день многие детали остаются неясными, например, набор правил, регулирующих связи между нервными клетками и организацию информации в них. Международная группа ученых, возглавляемая учеными из Института динамики и самоорганизации Макса Планка в Геттингене, пролила новый свет на эти давние вопросы и обнаружила, что сети не управляются случайностью.Некоторые ученые рассматривали эту возможность для организации мозга, потому что случайно соединенные сети хорошо работают в вычислительных приложениях. Чтобы проверить гипотезу случайной связи, команда исследовала, использует ли мозг случайные связи для обработки визуальных стимулов. С этой целью они рассчитали прогнозы, основанные на гипотезе случайной связи, и сравнили результаты с точными измерениями корковой архитектуры у различных млекопитающих. Результат: случайных связей недостаточно, чтобы объяснить наблюдаемую структуру мозга.Ученые пришли к выводу, что изначально случайные связи в зрительной коре перестраиваются в точно определенную структуру с помощью самоорганизации. В конце концов, случайная проводка играет небольшую роль.

Произвольно подключено? Флуоресцентный микроскоп показывает в основном случайную сеть, которую нейроны образуют в культуральной чашке. Международная группа ученых, возглавляемая исследователями из MPI по динамике и самоорганизации, исследовала, случайны ли нервные клетки в мозговом соединении.

© Мануэль Шоттдорф, MPI по динамике и самоорганизации

Случайно подключен? Флуоресцентный микроскоп показывает в основном случайную сеть, которую нейроны образуют в культуральной чашке. Международная группа ученых, возглавляемая исследователями из MPI по динамике и самоорганизации, исследовала, случайны ли нервные клетки в мозговом соединении.

© Мануэль Шоттдорф, MPI для динамики и самоорганизации

Нервные клетки в человеческом мозгу плотно связаны между собой и образуют, казалось бы, непроницаемую сеть.Кубический миллиметр мозговой ткани состоит из нескольких километров проводов. Часть этой связи может управляться случайными механизмами, потому что случайные сети могут, по крайней мере, теоретически очень хорошо обрабатывать информацию. Давайте рассмотрим зрительную систему: в сетчатке несколько миллионов нервных клеток предоставляют информацию для более чем 100 миллионов клеток зрительной коры. Зрительная кора головного мозга — одна из первых областей мозга, обрабатывающих визуальную информацию. В этой области мозга обрабатываются и представляются различные функции, такие как пространственная ориентация, цвет и размер визуальных стимулов.Способ отправки информации может быть сопоставим с библиотекой, в которой книги легче найти, если они отсортированы не только в алфавитном порядке по названию, но также по жанру и по автору. В библиотеке книги разложены по разным полкам, но обычно не случайным образом. Точно так же различные грани зрительного восприятия представлены отдельно в зрительной коре. И организация этого представления может быть случайной. Математическое моделирование показало, что случайно распределенная информация очень хорошо подходит для разделения функций, на самом деле, чем больше функций затрагивается, тем лучше и лучше.

Соседние ячейки ведут себя аналогично

«Два года назад нейробиологи показали существование и значимость случайных связей в нервных системах для обонятельной системы плодовой мушки», — объясняет Мануэль Шоттдорф, ученый из MPI по динамике и самоорганизации. Неясно, использует ли мозг млекопитающих схемы случайных соединений или его сети образуют самоорганизацию, а распутывание кабельных спагетти по-прежнему недоступно. Таким образом, группа ученых Макса Планка под руководством Фреда Вольфа вместе с коллегами из Университета Рокфеллера в Нью-Йорке и Университета Дьюка в Северной Каролине использовала альтернативные методы: ученые проанализировали функции цепей в зрительной коре и вывели их структуру.

Нейробиологи знают, что нервные клетки в этой области мозга обрабатывают, среди прочего, ориентацию краев предметов. Каждая ячейка предпочитает разную ориентацию такого края, например наклонную или кардинальную. Исключением являются особые точки, так называемые вертушки, вокруг которых предпочтительные ориентации клеток расположены как крылышки вертушки.

Случайные связи и точные вычисления

Ученые из Геттингена вычислили количество и распределение этих точек, что могло бы произойти, если бы гипотеза случайного соединения была верной.Они обнаружили, что эти прогнозы не согласуются с наблюдаемым распределением вертушек, которое ученые получили на основе точных измерений, проведенных экспериментаторами из Университета Дьюка. Среди прочего, ученые заметили, что в определенном объеме нервных клеток меньше вертушек, чем предсказывает гипотеза случайного соединения. Таким образом, случайные соединения не могут объяснить наблюдаемую компоновку вертушки. В частности, модели, в которых эти схемы формируются посредством самоорганизации, очень точно предсказывают как количество, так и сложное пространственное расположение.

Ученые не исключают возможность того, что на раннем этапе развития мозга случайные связи могут играть роль. Но благодаря визуальному опыту и динамической реорганизации связей мозг перестраивается до такой степени, что от первоначальной проводки остается лишь немногое. «Наше исследование показывает, что самоорганизация нейронных цепей в головном мозге является наиболее правдоподобной теорией для детальной структуры цепей в зрительной системе», — объясняет Вольфганг Кейл, который окончил MPI по динамике и самоорганизации и в настоящее время работает в Рокфеллеровский университет.Этот результат согласуется с наблюдением, что млекопитающие, в том числе мы, люди, учатся видеть после рождения. Случайных сетей, которые могут существовать на раннем этапе, вероятно, недостаточно для полного обзора.

CHL / MS / PH

Способы подключения контактного кольца, диапазон частоты вращения и условия эксплуатации

Диапазон частоты вращения
Контактные кольца

Fabricast ЛУЧШАЯ СТОИМОСТЬ И ДОСТАВКА Контактные кольца обеспечивают надежный метод передачи мощности и данных от стационарного к вращающемуся компоненту со стабильно низким электрическим шумом в широком диапазоне рабочих скоростей.Контактные кольца Fabricast ЛУЧШАЯ СТОИМОСТЬ И ДОСТАВКА работают очень хорошо как в неподвижном состоянии, так и при вращении в одном или двух направлениях.

Контактные кольца Fabricast, в которых используются кольца из монолитного серебра и серебряно-графитовые щетки, хорошо работают при высоких скоростях вращения. Как правило, максимальная частота вращения контактных колец Fabricast BEST & DELIVERY определяется максимальной площадью футов в минуту, которую может перемещать материал, контактирующий с щеткой. См. Каталог Fabricast для получения информации о различных материалах, контактирующих с щеткой, и соответствующих максимальных показателях поверхности в футах в минуту.

Используйте следующую формулу для расчета поверхности футов в минуту:

Количество футов в минуту = (диаметр кольца в дюймах x 3,141 x об / мин) / 12

Обратите внимание, что это только рекомендация. Максимальные рабочие скорости могут быть ограничены требованиями к шуму (динамическому сопротивлению), сроком службы щеток, подшипниками и различными условиями окружающей среды. Для высокоскоростных приложений обратитесь в Fabricast за помощью в выборе подходящего материала щеток, подшипников и количества щеток на кольцо, чтобы наилучшим образом соответствовать механическим, электрическим и экологическим характеристикам для вашего приложения.

Операционная среда
Контактные кольца

Fabricast НАИЛУЧШАЯ СТОИМОСТЬ И ДОСТАВКА могут работать при температурах от -65 ° F до 250 ° F. Обратите внимание, что это всего лишь рекомендация. Диапазон рабочих температур может быть уменьшен за счет высоких оборотов и высоких требований к току.

Fabricast ЛУЧШАЯ СТОИМОСТЬ И ДОСТАВКА Контактные кольца могут быть модифицированы для работы на большой высоте, в условиях сухого азота и жесткого вакуума.

Загрузите эту страницу в формате PDF для печати

Самоорганизация, обусловленная пластичностью, при топологических ограничениях, учитывает неслучайные характеристики кортикальных синаптических проводников

Abstract

Понимание структуры и динамики корковых соединений жизненно важно для понимания корковых функций.Экспериментальные данные убедительно свидетельствуют о том, что локальная рекуррентная связь в коре в значительной степени не случайна, демонстрируя, например, двунаправленность с высокой вероятностью и чрезмерную представленность определенных треугольных мотивов. Дополнительные данные свидетельствуют о значительной зависимости расстояния от связности в локальном масштабе в несколько сотен микрон и определенных закономерностях динамики синаптического оборота, включая распределение синаптических эффективностей с тяжелым хвостом, распределение времени жизни синапсов по степенному закону и тенденцию к более сильному синапсы становятся более стабильными с течением времени.Понимание того, сколько из этих неслучайных функций одновременно возникает, даст ценную информацию о развитии и функциях коры головного мозга. В то время как в предыдущей работе были смоделированы некоторые индивидуальные особенности локальной корковой проводки, не существует модели, которая бы всесторонне учитывала их все. Мы представляем пиковую сетевую модель кортикального среза уровня 5 грызунов, которая посредством взаимодействия нескольких простых биологически мотивированных внутренних, синаптических и структурных механизмов пластичности качественно воспроизводит эти неслучайные эффекты в сочетании с простыми топологическими ограничениями.Наша модель предполагает, что механизмы самоорганизации, возникающие из небольшого числа правил пластичности, дают экономное объяснение многочисленным экспериментально наблюдаемым неслучайным особенностям повторяющихся корковых проводников. Интересно, что подобные механизмы, как было показано, наделяют повторяющиеся сети мощными способностями к обучению, предполагая, что эти механизмы являются центральными для понимания как структуры, так и функции кортикальных синаптических проводников.

Сведения об авторе

Проблема того, как мозг подключается к самим себе, имеет важное значение для понимания как развития мозга, так и познания.Микроскопическая структура контуров неокортекса взрослого человека, который часто считается центром наших высших когнитивных способностей, все еще плохо изучена. Недавние эксперименты предоставили первый набор результатов по структурным особенностям этих схем, но неизвестно, как эти особенности возникают и как они поддерживаются. Здесь мы представляем модель нейронной сети, которая показывает, как могут возникать эти функции. Это порождает многочисленные особенности связности, которые наблюдались в экспериментах, но никогда ранее не создавались одновременно с помощью одной модели.Наша модель объясняет развитие этих структурных особенностей как результат процесса самоорганизации. Результаты предполагают, что для получения, по крайней мере в первом приближении, различных характерных особенностей типичного фрагмента микросхем мозга требуется всего несколько простых механизмов и ограничений. При отсутствии какого-либо из этих механизмов одновременное создание всех желаемых характеристик не удается, что предполагает минимальный набор необходимых механизмов для их создания.

Образец цитирования: Miner D, Triesch J (2016) Самоорганизация, обусловленная пластичностью, при топологических ограничениях, учитывает неслучайные особенности кортикальной синаптической проводки.PLoS Comput Biol 12 (2):
e1004759.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759

Редактор: Олаф Спорнс,
Университет Индианы, США

Поступила: 21.08.2015; Одобрена: 18 января 2016 г .; Опубликован: 11 февраля 2016 г.

Авторские права: © 2016 Miner, Triesch. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Данные и код связаны с постоянным веб-пространством проекта по адресу https://fias.uni-frankfurt.de/pm/projects/lif-sorn/wiki/Wiki

Финансирование: JT является Йоханна Квандт, профессор-исследователь Франкфуртского института перспективных исследований. Финансирование этого исследования было предоставлено Johanna Quandt Stiftung (http://www.johanna-quandt-stiftung.de/). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Паттерны синаптических связей в нашем мозгу считаются нейрофизиологическим субстратом наших воспоминаний и структурой, на которой вычисляются наши когнитивные функции. Понимание развития микроструктуры коры головного мозга имеет важное значение для понимания процессов развития и когнитивных / вычислительных процессов.Такое понимание было бы бесценным для понимания коренных причин когнитивных нарушений и нарушений развития, а также для лучшего понимания природы вычислений, выполняемых корой головного мозга. Считается, что небольшая популяция сильных синапсов формирует относительно стабильную основу в повторяющихся корковых сетях — возможно, основу долговременной памяти — в то время как большая популяция более слабых связей формирует более динамичный пул с высокой скоростью оборота [1–1]. 3]. Было показано, что большая часть латеральной рекуррентной связности слоев коры в значительной степени не случайна [4-6], с акцентом на слой 5 (L5), поскольку это более традиционно исследуется с помощью исследований срезов.Остается открытым вопрос, какие неслучайные особенности развиваются в результате прямого генетического программирования, нейронной пластичности при структурированном вводе и спонтанной самоорганизации. Мы исследуем здесь несколько отмеченных неслучайных особенностей повторяющихся корковых проводников, которые, по нашему мнению, могут быть объяснены как результат спонтанной самоорганизации — в частности, самоорганизации, вызванной взаимодействием множества механизмов нейронной пластичности. Особенности, которые мы рассмотрим, — это распределение синаптической эффективности или размеров дендритных шипов с тяжелыми хвостами, логарифмически нормальное [6–10] и связанная с ними синаптическая динамика, а также чрезмерная репрезентативность двунаправленной связности и определенных мотивов треугольных графов [6].

Взаимодействие множественных механизмов пластичности, таких как синаптическое масштабирование и пластичность Хебба, изучалось ранее [11–14], с результатами, предполагающими, что взаимодействия таких механизмов полезны для формирования и стабильности паттернов репрезентации. Однако мы хотим более подробно рассмотреть, как такая самоорганизация может происходить в коре головного мозга. Предшественником модели, которую мы используем для решения этих проблем, является самоорганизующаяся рекуррентная нейронная сеть, или SORN [11].СОРН — это повторяющаяся сетевая модель возбуждающих и тормозных бинарных нейронов, которая включает механизмы как геббовской, так и гомеостатической пластичности. В частности, он включает бинаризованную пластичность, зависящую от времени спайков (STDP), синаптическую нормализацию (SN) и внутреннюю гомеостатическую пластичность (IP). В некоторых вариантах также используется структурная пластичность. Было продемонстрировано, что он является вычислительно мощным и гибким для неконтролируемого обучения последовательностям и образцам, обеспечивая очевидный приблизительный байесовский вывод и поведение, подобное выборке [15–17].Кроме того, его использовали для воспроизведения синаптического распределения веса и динамики роста, наблюдаемых в коре головного мозга [18].

В этой статье мы представляем LIF-SORN, модель сети, основанную на неплотной интеграции и включении SORN, которая включает пространственную топологию с зависящей от расстояния вероятностью соединения в дополнение к более биологически правдоподобным вариантам и расширениям сети. механизмы пластичности СОРН. LIF-SORN моделирует периодически связанную сеть возбуждающих и тормозных нейронов в L5 неокортекса или его срезе.Эта новая модель является первой, воспроизводящей многочисленные элементы синаптических явлений, рассмотренных в [10, 19] и [18], в сочетании с явлением неслучайной связности графов, наблюдаемым в [6]. Одновременное воспроизведение всех этих элементов с минимальным набором механизмов и ограничений пластичности представляет собой беспрецедентный успех в объяснении отмеченных особенностей кортикального микроконнектома с точки зрения самоорганизации.

Материалы и методы

Методы моделирования

Мы случайным образом заполняем сетку размером 1000 × 1000 мкм м 400 нейронами LIF с внутренним шумом мембраны Орнштейна-Уленбека в качестве возбуждающего пула и аналогичной (хотя и быстрее преломляющейся) популяцией из 80 шумных нейронов LIF в качестве тормозного пула.Все синапсы вставляются в сеть с гауссовым зависимым от расстояния профилем вероятности соединения с полушириной 200 мкм м. Этот конкретный профиль выбран в качестве промежуточного звена между результатами [6], в которой отсутствует зависимость от расстояния вплоть до масштаба 80–100 мкм м, и результатами [5], в которых обнаруживается экспоненциальная зависимость от расстояния при масштаб 200–300 мкм м. Повторяющиеся возбуждающие синапсы не заселяются, так как они будут расти «естественным образом» со структурной пластичностью.Возбуждающие к тормозным и тормозные к возбуждающим синапсы заселяются до фракции связи 0,1, а тормозящие рекуррентные синапсы — до фракции связи 0,5, приблизительно в соответствии с экспериментальными данными L5 [20]. Связи от возбуждающего к тормозящему, от тормозящего к возбуждающему и от ингибирующего к тормозящему придают фиксированные эффективность и связи. Повторяющиеся возбуждающие связи начинаются пустыми и должны расти в ходе моделирования. Соответствующие параметры приведены в таблицах 1 и 2.

Мы используем симулятор нейронной сети Брайана [21]. Модель нейрона представляет собой негерметичный нейрон с интеграцией и запуском (LIF), поведение которого определяется:
(1)
где V — мембранный потенциал, E _l — мембранный потенциал покоя, τ — постоянная времени мембраны, σ — стандартное отклонение собственного мембранного шума, а ξ — процесс Орнштейна-Уленбека, который вызывает шум.В нашей модели дисперсия шума составляет 5 мВ. Когда V достигает порога V _T , нейронные импульсы и мембранный потенциал V возвращается к V _reset (который может быть ниже E _l для обеспечения эффективной огнеупорности). Используемые параметры приведены в таблице 3.

Используется простая модель передающего синапса, соединяющая нейрон i с нейроном j .Когда нейрон i спайк, синаптический вес добавляется к мембранному потенциалу V нейрона j вслед за задержкой проводимости для типа соединения (как в таблице 2). Чтобы улучшить стабильность сетевой активности, этот синаптический вес модулируется механизмом краткосрочной пластичности (STP) [22], реализующим быструю синаптическую депрессию в сочетании с несколько более медленной фасилитацией. Механизм STP состоит из системы с двумя переменными:
(2)
При каждом пресинаптическом спайке переменные обновляются в соответствии со следующими правилами:
(3)
Затем синаптический вес модулируется как.Мы выбираем U = 0,04, τ _d = 500 мс и τ _f = 2000 мс в качестве соответствующих временных шкал депрессии и облегчения, соответствующих приблизительным экспериментально наблюдаемым значениям [22, 23] . Наличие протокола STP значительно повышает стабильность сетевой активности и обеспечивает более надежный диапазон параметров для других механизмов, уменьшая необходимость в настройке параметров.

Как и в исходном бинарном СОРН, мы включаем несколько механизмов пластичности.Первый — это экспоненциальная пластичность, зависящая от времени спайков (STDP), которая выполняется в биологически реалистичном масштабе времени [24–29]. Это определяет изменение веса синапса, вызванное парой пре- и постсинаптических всплесков, как в уравнениях 4, 5 и 6:
(4) (5) (6)
Здесь i и j индексируют синапс через его пре- и постсинаптические нейроны соответственно, f индексирует пресинаптические спайки, а n индексирует постсинаптические спайки. A ₊ и A _— — максимальные амплитуды изменения веса, а τ ₊ и τ _— — временные константы окон распада.Значения установлены для приблизительных экспериментальных данных; в частности, были выбраны круглые числа, которые примерно аппроксимируют данные в [24] и [25], с τ ₊ = 15 мс, A ₊ = 15 мВ, τ _— = 30 мс , и A _— = 7,5 мВ. Мы используем приближение «ближайшего соседа», чтобы эффективно реализовать это онлайн, в котором используются только самые близкие пары пре- и постсинаптических спайков. Это реализовано на основе событий с использованием буфера памяти всплесков с временным шагом, равным таковому самой симуляции (0.1 мс), а полный расчет оценивается только при пике.

В мозге несколько механизмов, по-видимому, регулируют количество синаптического возбуждения, которое получает нейрон. [30] продемонстрировали феномен синаптической нормализации при долговременной потенциации (ДП). Общая плотность постсинаптических рецепторов AMPA на микрометр дендрита остается примерно постоянной, но плотность отдельных синапсов увеличивается (для некоторых), в то время как общее количество синапсов на микрометр дендрита уменьшается.Это предполагает, что синаптическая эффективность в основном перераспределяется по дендритному дереву в течение типичного временного хода эксперимента LTP, но сумма этих эффективностей (примерно соответствующая сумме площадей активной зоны) остается примерно постоянной. Другим феноменом, регулирующим синаптический драйв, который получает нейрон, является гомеостатическое синаптическое масштабирование [31], которое, как считается, регулирует синаптическую эффективность мультипликативным образом в очень медленной временной шкале (порядка дней), чтобы поддерживать определенный желаемый уровень. нейронной активности.Для простоты мы используем здесь только мультипликативную форму нормализации, которая приводит сумму синаптических эффективностей к желаемому целевому значению в быстрой шкале времени:

(7)
Здесь W _i — вектор входящих весов для любого нейрона i , W _ij — веса отдельных синапсов, W _всего — целевой общий вход для каждого нейрона, и η _SN — это переменная скорости, которая вместе с размером временного шага определяет временную шкалу нормализации. W _всего вычисляется перед запуском моделирования для каждого из четырех типов синапсов (от E до E, от E до I, от I до E и от I до I) путем умножения доли соединения для этого типа соединения на средняя сила синапсов и размер популяции входящих нейронов. Шкала времени, которую мы используем, составляет порядка секунд и, следовательно, ускорена биологией; соответствует применению процесса один раз в секунду и η _SN = 1,0. Мы также протестировали его, применяя нормализацию на каждом временном шаге моделирования, а также с меньшими значениями для η _SN , которые, за исключением очень малых значений η _SN , не имеют значительного влияния ни на один из наших наблюдаемые.Ускоренная шкала времени в достаточной степени отделена от шкалы STDP, которая работает с точностью до десятков миллисекунд, чтобы избежать нежелательных взаимодействий при одновременном сокращении необходимого времени моделирования.

Возбудимость нейронов в головном мозге регулируется различными механизмами и в разных временных масштабах. В очень коротких миллисекундах рефрактерный механизм нейрона предотвращает его чрезмерную активность в ответ на очень сильные входные сигналы [32]. Это неотъемлемо включено в используемую нами модель нейрона.В несколько более медленном временном масштабе адаптация скорости спайков снижает многие типы ответов нейронов на непрерывный драйв [33]. Учитывая, что в нашей модели отсутствует сильный внешний привод, мы этим пренебрегаем. В очень медленных временных масштабах, от часов до дней, внутренние механизмы пластичности изменяют возбудимость нейрона посредством модификации потенциалозависимых ионных каналов, которые могут изменять его порог срабатывания и наклон его частотно-токовой кривой гомеостатическим образом. Дополнительная регуляция нейрональной активности наблюдается во многих временных масштабах [34, 35].Чтобы уловить суть таких механизмов простым способом, мы применяем простой регулирующий механизм для порога срабатывания, который в сочетании с ранее обсужденным механизмом STP феноменологически улавливает большинство этих адаптивных поведений в краткосрочных и средних временных масштабах. Хотя относительно стабильная сетевая активность может быть достигнута без этого механизма, он требует ручной настройки пороговых значений, зависящих от других сетевых параметров, чего мы хотим избежать. Механизм реализован на дискретных временных шагах следующим образом:
(8) (9)
Здесь V _T — порог для отдельного нейрона, η _IP — скорость обучения, h _IP — целевое количество всплесков за интервал обновления, а N _спайки — это количество раз, когда нейрон испытывал скачки с момента последнего выполнения шага гомеостатической пластичности.Стрелка вправо указывает, что счетчик сбрасывается после каждой оценки окна. Эта операция выполняется в биологически ускоренном масштабе. Желаемая целевая скорость выбрана равной 3,0 Гц, поэтому h _IP = 3,0 Гц × 0,1 мс = 0,0003 и η _IP установлено на 0,1 мВ. В нашей реализации операция выполняется на каждом временном шаге моделирования (0,1 мс), поэтому N _пиков фактически становится двоичной переменной, и уравнение 9 становится неактуальным.В этом случае действие механизма состоит в том, что каждый всплеск на небольшую величину увеличивает порог, а отсутствие всплеска снижает его на небольшую величину. Подобно процессу SN, ускоренная (относительно биологии) шкала времени достаточно отделена от шкалы времени STDP, чтобы избежать нежелательных взаимодействий при одновременном сокращении необходимого времени моделирования.

Мы реализуем структурную пластичность повторяющихся возбуждающих синапсов посредством одновременного сокращения синапсов и роста синапсов.Синаптическое отсечение осуществляется прямым способом, при котором синапсы, сила которых была снижена ниже порогового значения, близкого к нулю (0,000001 мВ), другими механизмами пластичности, устраняются. В то же время новые синапсы добавляются стохастически с силой 0,0001 мВ, в соответствии с зависящими от расстояния вероятностями соединения для каждой пары, с регулярной скоростью. Это делается в ускоренном масштабе времени путем добавления случайного числа синапсов (взятых из соответствующим образом масштабированного нормального распределения с целочисленным округлением) один раз в секунду.Средняя скорость роста настраивается вручную, чтобы привести к желаемой фракции возбуждающего соединения. В этом случае средняя скорость роста составляет 920 синапсов в секунду (со стандартным отклонением), а доля целевого соединения составляет 0,1 [6, 20]. Синапсы добавляются в соответствии с предварительно рассчитанными вероятностями соединения, определяемыми гауссовским профилем связности, описанным в первом абзаце этого раздела. Как и в случае с двумя предыдущими механизмами пластичности, ускорение шкалы времени из биологии оправдано принципом разделения шкал времени.В определенных местах результатов и дополнительных материалов результаты моделирования сравниваются с результатами чисто топологической сети. Он создается просто путем выполнения пакетной операции структурного роста, как описано, один раз, но вместо этого добавляется количество соединений, равное общему количеству соединений в целевой доле соединений.

Результаты

Рост сети и изобилие двунаправленных подключений

По мере того, как полностью смоделированная сеть работает, новые повторяющиеся возбуждающие синапсы могут расти и, если их сила приближается к нулю, сокращаться.Сеть сначала входит в фазу роста, которая длится 100–200 секунд времени моделирования, а затем в стабильную фазу, в которой скорость роста уравновешивает скорость сокращения. Сети позволяют работать в течение 500 секунд, после чего исследуются состояние возбуждающего соединения и динамика изменений соединения в течение последней эпохи.

Сначала мы исследуем, наряду с плавным ростом сети, преобладание двунаправленных соединений по сравнению со случайностью, феномен, отмеченный как значительно превышающий вероятность в [4] и [6], как показано на рис. 1.Мы наблюдаем для общей доли подключений надежное значение 0,1, как выбрано. Мы наблюдаем стабильное значение фазы 0,018 для двунаправленного соединения, что в 1,83 раза выше вероятности. Наш контроль на случайность — это ожидаемое количество двунаправленных соединений для графа Эрдеша-Реньи, содержащего такое же количество узлов и ребер, что и моделируемая сеть. Для сравнения, в [6] наблюдается значение примерно 4-кратного шанса. Отметим, что в остальном эквивалентная нетопологическая сеть, в которой вероятность соединения между нейронами однородна, а не зависит от расстояния, дает небольшое недопредставление двунаправленных соединений, усиливая хорошо известное ожидание того, что классический STDP при отсутствии других факторов, способствует однонаправленной связи.

Рис. 1. Изменение доли общего и двунаправленного соединения в зависимости от времени моделирования.

Изменение доли подключения для пластиковых сетей с топологией и без нее, а также плоские значения только для топологии. (вверху) Рост и последующая стабилизация доли подключения сети со временем моделирования. (посередине) Рост доли двунаправленной связи. (внизу) Эволюция доли двунаправленной связи во времени в зависимости от уровня шанса (т.е. по сравнению со значением для графа Эрдеша-Реньи с тем же количеством узлов и ребер). Данные усреднены по десяти испытаниям; стандартное отклонение заштриховано.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g001

Что касается роста сети и стабилизации ее активности, отметим еще один момент. На рис. 2 мы видим, что распределение межспайковых интервалов (ISI) и их коэффициенты вариации (CV) следуют свойствам примерно пуассоновского спайка с эффективным рефрактерным периодом, как это наблюдается в корковых цепях.Другими словами, распределение ISI следует экспоненциальному спаду с искажением, вызванным рефрактерным периодом, на нижнем конце, и что CV ISI имеют тенденцию быть близкими к единице.

Рис. 2. Распределение ISI и их CV во время стабилизации сетевой активности.

(вверху) Объединенное (по всем нейронам) распределение ISI с экспоненциальным соответствием, предполагающее пуассоновское поведение с рефрактерным периодом. Было проверено, что распределение отдельных нейронов схоже. (внизу) Распределение CV ISI, предполагающее поведение, подобное Пуассону.Данные единичного испытания.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g002

Мы хотели бы вкратце рассмотреть, как модель, использующая классический протокол STDP, который, как известно, способствует формированию однонаправленных соединений, может по-прежнему создавать такое обилие двунаправленные соединения. В этой модели наличие топологии кластеризации сильно стимулирует первоначальную избыточную представленность двунаправленных соединений (а также, вероятно, засевает эффекты кластеризации более высокого порядка, которые затем выбираются и настраиваются с помощью механизмов пластичности и будут изучены позже).Простой математический аргумент будет служить для демонстрации этого (и, фактически, что любая неоднородность вероятности однонаправленного соединения приведет к чрезмерному представлению двунаправленных соединений). Рассмотрим один нейрон в центре двумерного листа (это также относится к объемам), который заполнен дополнительными нейронами с одинаковой плотностью. Предположим, что центральный нейрон сформировал зависимые от расстояния, но в остальном случайные связи с другими нейронами следующим образом: существует локальная окрестность, содержащая часть f всех нейронов в выбранной области, которые были связаны с высокой вероятностью p _h , а оставшаяся область содержит фракцию 1 — f всех нейронов, которые соединяются с меньшей вероятностью p _l .Затем мы можем рассматривать вероятность соединения как случайную величину P , которая принимает значение p _h с вероятностью f и p _l с вероятностью 1 — f (это обобщает а также к дополнительным окрестностям, и, поскольку число окрестностей стремится к бесконечности, к непрерывной плотности вероятности соединения). Средняя общая вероятность соединения нейрона тогда определяется как E [ P ] = p _h f + p _l (1 — f ).Теперь мы хотим рассмотреть среднюю вероятность обнаружения двунаправленного соединения. Мы предполагаем, что все нейроны имеют одинаковую вероятность соединения, зависящую от расстояния, и, следовательно, вероятность того, что нейрон в пределах локальной окрестности образовал соединение с центральным нейроном, такая же p _h , с которой центральный нейрон скорее всего, образует связь с нейроном в локальном районе. Таким образом, вероятность двунаправленного соединения в локальной окрестности равна, и по тем же соображениям вероятность образования двунаправленной связи с нейроном за пределами локальной окрестности равна.Тогда средняя общая вероятность двунаправленного соединения нейрона определяется выражением. Поскольку операция возведения в квадрат является выпуклой, применяется неравенство Дженсена, утверждающее, что для любой выпуклой функции g ( P ) случайной величины P , g ( E [ P ]) ≤ E [ г, ( P )]. Отсюда следует, что при г ( P ) = P ² , E [ P ² ] ≥ E [ P ] ² .Таким образом, двунаправленные соединения могут возникать чаще, чем можно было бы ожидать, исходя из средней вероятности однонаправленных соединений. Равенство имеет место тогда и только тогда, когда P постоянно. Отсюда следует, что любая неоднородность вероятности однонаправленного соединения приведет к чрезмерному представлению двунаправленных соединений. В случае нашей модели неоднородность — это зависящая от расстояния вероятность соединения, хотя может иметь место любое количество других факторов.

Для того, чтобы приведенный выше аргумент применим к структурно-динамической модели, такой как наша, все, что должно быть верным, — это то, что двунаправленные соединения добавляются с достаточно высокой скоростью по сравнению со скоростью их удаления из-за STDP и сокращения.Большое количество двунаправленных соединений в чисто топологической сети, низкие значения для чисто пластической сети и промежуточное количество двунаправленных соединений для полной сетевой модели на рис.1 служат для демонстрации конкуренции между зависимой от расстояния структурной пластичностью, которая имеет тенденцию к увеличению двунаправленного соединения, а также STDP и сокращение, которые имеют тенденцию уменьшать двунаправленное соединение.

Марковская модель двунаправленного сверхпредставления

Более того, это соревнование можно уловить и описать с помощью простой марковской модели, в которой каждая пара двунаправленных соединений развивается независимо от всех остальных.Модель рассматривает пару возбуждающих нейронов и имеет три состояния { U , S , D }, представляющих, что пара нейронов либо несвязанных , односвязных , либо двусвязных , соответственно. Мы определяем вероятности перехода, обозначающие вероятность перехода из одного состояния в другое в течение фиксированного интервала времени. Например, p _US — это вероятность перехода из неподключенного состояния U в односвязное состояние S .Матрица перехода — это матрица, образованная всеми вероятностями перехода, и она определяется как:

с учетом предположения, что переходы из неподключенного состояния U в двусвязное состояние D и наоборот достаточно маловероятны, чтобы считаться незначительными. Поскольку сумма элементов в каждой строке T должна быть равна единице, T можно переписать как:

который зависит от четырех параметров p _US , p _SU , p _SD и p _DS .Если все они больше нуля, то цепь Маркова является регулярной, и мы можем найти ее стационарное распределение, найдя левый собственный вектор T :

с u + s + d = 1. Полученная система линейных уравнений может быть записана как:

где мы определили α = p _US / p _SU и β = p _SD / p DSТаким образом, поведение системы зависит только от двух отношений вероятностей перехода α и β . Мы можем выразить u как функцию от α и β , чтобы прийти к окончательному решению:

Теперь мы можем рассмотреть условия, при которых модель приводит к чрезмерному представлению двунаправленных связей. Общая вероятность связи в модели Маркова равна p = s /2 + d . Для случайного графа мы ожидаем:

Мы считаем, что чрезмерное количество двунаправленных соединений сравнивается со случайным графом.Следовательно, используя ранее определенные коэффициенты перехода и немного алгебры, мы приходим к следующему выражению для избыточного представления A :

Затем мы можем эмпирически сравнить эту марковскую модель с нашей симуляцией. Подсчитывая и усредняя соединения и переходы за последние 100 секунд стандартного 500-секундного прогона нашей модели, мы получаем α = 0,194 и β = 0,105. Это приводит к тому, что модель Маркова предсказывает перепредставление A = 0.180, что, по сути, также является измеренным значением для среднего перепредставления за наблюдаемый период времени.

Статистика и колебания синаптической эффективности

Во время фазы роста моделирования мы отмечаем воспроизведение некоторых результатов из [19], в частности, что во время роста сети существует тенденция к уменьшению больших синаптических весов с большей вероятностью, чем меньших синаптических весов, как показано на Рис 3.

Рис. 3. Динамика синаптических изменений при росте сети.

Динамика синаптических изменений в эпохи роста сети, до стабилизации. Изменения происходят за целую эпоху. «Группирование» в самые ранние эпохи — это артефакт нормализации при небольшом количестве синапсов. Данные единичного испытания.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g003

По достижении стабильной фазы мы наблюдаем распределение синаптических весов с помощью гистограммы, как было ранее указано на рис. 4. Это качественно согласуется с форма с тяжелым хвостом, логнормальная форма, обычно наблюдаемая в экспериментальных данных [6–10].Было предложено несколько теоретических объяснений этого распределения, включая автомасштабирующуюся динамику «богатый — богатый» [18] и слияние аддитивных и мультипликативных процессов [36, 37], оба из которых согласуются с нашей моделью. Отметим, что топология сети, по-видимому, оказывает минимальное влияние на этот результат, как и следовало ожидать из результатов [18].

Рис. 4. Логарифмическое распределение синаптических весов.

Распределение десятичного логарифма синаптических весов для пластиковых сетей с топологией и без нее.Данные усреднены по десяти испытаниям; планки погрешностей — стандартное отклонение.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g004

Далее мы наблюдаем динамику синаптических изменений в стабильной фазе сети. Мы следуем формату, используемому в [10], сравнивая начальный синаптический вес в течение тестовой эпохи как с абсолютными, так и с относительными изменениями синаптического веса, и демонстрируем на рис. 5, что сильные синаптические веса демонстрируют относительно меньшие колебания во времени, как экспериментально наблюдалось [10]. .Кроме того, это служит подкреплению более раннего успеха [18] в моделировании такой синаптической динамики как результата самоорганизации и демонстрирует, что такие результаты переносятся в более реалистичную с биологической точки зрения модель.

Рис. 5. Изменение синаптического веса в зависимости от начального синаптического веса.

Приведенные выше графики показывают распределения изменения синаптического веса как функцию начального синаптического веса в течение 10-секундного периода времени моделирования. Графики слева относятся к моделируемой сети в электрофизиологических единицах.Графики справа взяты из эксперимента [10] и представлены в единицах объема, оцененных по данным флуоресценции. Графики вверху показывают абсолютное изменение синаптического веса / размера. Графики внизу показывают относительное изменение синаптического веса / размера. Данные единичного испытания.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g005

Мы также исследуем распределение времени жизни синапсов (см. рис. 6). Было предсказано, что время жизни флуктуирующих синапсов может следовать степенному закону распределения [18]; наша модель также делает это предсказание.Недавние экспериментальные данные подтверждают это предсказание [38]. Мы расширяем предыдущие прогнозы двумя интересными наблюдениями. В нынешнем виде наша модель дает наклон примерно 5/3 в стабильной фазе (для сравнения, экспериментально наблюдаемый наклон составляет примерно 1,38). Это немного уменьшается в фазе роста. Во-вторых, мы также заметили, что наклон можно изменить, регулируя баланс потенцирования и депрессии в правиле STDP, варьируя значения от 1 до более 2, в зависимости от выбранных параметров.Например, удвоение амплитуды члена депрессии в правиле STDP приводит к наклону примерно 5/2, а уменьшение вдвое приводит к наклону примерно 5/4. Оглядываясь назад, это интуитивное явление. Преобладание потенцирования приведет к тому, что синапсы будут подавляться до значения ниже порога отсечения реже, тем самым уменьшая наклон степенного закона. Точно так же в сценарии с преобладанием депрессии синапсы будут чаще опускаться ниже порога отсечения, что приводит к более высокой крутизне степенного закона.Возвращаясь к небольшому уменьшению наклона во время фазы роста, это имеет смысл, поскольку для продолжения роста сети необходимо снижение эффективной скорости обрезки. Мы полагаем, что с более обширным исследованием влияния других параметров модели на степенной закон, наклон этого распределения может быть использован как значимая мера баланса потенцирования-депрессии в рекуррентной корковой сети.

Рис. 6. Распределение времени жизни синапсов.

На приведенном выше графике показано распределение времени жизни синапсов во время стабильной фазы.Уклон примерно 5/3. Эквивалентный наклон в фазе роста немного меньше. Здесь мы определяем записи в фазе роста как имеющие время окончания синапсов менее 150 секунд, а записи в стабильной фазе как имеющие время начала синапсов более 350 секунд. Наклоны аппроксимируются с помощью линейной регрессии до точек данных до спада. Данные единичного испытания.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g006

Свойства мотива

Затем мы исследуем преобладание триадных мотивов в графике моделируемой сети.Чрезмерная представленность некоторых мотивов отмечена в [6]. Мы использовали сценарий, написанный для модуля NetworkX Python [39, 40], чтобы получить количество мотивов для графа моделируемой сети. Поскольку чрезмерное представительство двунаправленных соединений тривиально приведет к чрезмерному представлению мотивов графов, содержащих двунаправленные ребра, в этом случае контроль вероятности представляет собой модифицированный граф Эрдеша-Реньи с тем же числом узлов, тем же числом однонаправленных ребер и тем же количество двунаправленных ребер как граф моделируемой сети, причем однонаправленные и двунаправленные ребра заполняются независимо.Аналогичное управление используется в [6]. Мы наблюдаем подобный паттерн «замкнутой петли» триадных мотивов, чрезмерно представленный на рис. 7, что экспериментально наблюдалось в [6]. Отметим, что результаты для нетопологической пластической сети с классическим STDP, в отсутствие дополнительных факторов, относительно говоря, не сильно выбирают для какого-либо конкретного семейства мотивов. Мы также отмечаем, что, хотя зависимая от расстояния топология действительно выбирает для наблюдаемого семейства мотивов, она не делает этого на экспериментально наблюдаемом уровне.Только комбинация топологии и пластичности сильно отобрана для желаемого семейства мотивов, одновременно производя все другие отмеченные эффекты. Примерные экспериментальные данные для сравнения были извлечены из [6] с помощью GraphClick [41].

Рис. 7. Триадный мотив считается кратным случайности с поправкой на двунаправленную избыточную репрезентативность.

Триадический мотив считается (в том же порядке, что и [6]) для моделируемой сети как значение, кратное случайному. Подсчеты были скорректированы из-за наблюдаемого чрезмерного представительства двунаправленных соединений.Результаты показаны для полной сети, чисто топологической конструкции, эквивалентной сети без топологии и приблизительных экспериментальных данных. Для сети без топологии количество мотивов 16 выходит за пределы диапазона из-за чрезвычайно низкого ожидаемого количества после корректировок двунаправленности. Данные усреднены по десяти испытаниям; планки погрешностей — стандартное отклонение. Горизонтальная ось немного сдвинута для улучшения читаемости.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.g007

Обсуждение

Проблема того, как возникает неслучайная микросвязность коры, является нетривиальной и имеет важные последствия для понимания как познания, так и развития. В этой статье мы пытаемся пролить свет на эту проблему, представив правдоподобную модель, с помощью которой такая неслучайная взаимосвязь возникает как самоорганизованный результат взаимодействия множественных механизмов пластичности в условиях физиологических ограничений. Некоторые модели пытаются описать элементы графической структуры микроконнектома в чисто физиологических и топологических терминах [42].Однако в таких моделях обязательно отсутствует активная сеть, и поэтому они не могут одновременно учитывать синаптическую динамику, как это делает наша модель. Наша модель, конечно, простая, но степень, в которой она учитывает наблюдаемые неслучайные особенности типичной корковой микросхемы без подробных структурных особенностей, метаболических факторов или структурированных входных данных, определяющих пластичность определенным образом, весьма высока. наводит на размышления с точки зрения того, что необходимо как минимум для стимулирования развития и поддержания сложной микроструктуры мозга.

Как упоминалось во введении, предполагается, что небольшая основа сильных синапсов может составлять основу стабильной долговременной памяти. Тот факт, что в нашей модели сильные веса остаются стабильными при наличии постоянной пластичности и несмотря на значительные колебания меньших весов (который был смоделирован как стохастический процесс Кестена [37]), и естественность, с которой такая динамика возникает из взаимодействие известных механизмов пластичности одновременно наводит на размышления и поддерживает эту теорию.В связи с этим следует отметить, что распределение синаптических эффективностей с тяжелыми хвостами (часто описываемое как логнормальное или логнормально-подобное) является экспериментально наблюдаемым феноменом, по-видимому, соответствующим этому повествованию [6–10]. Теоретическое объяснение, связывающее логарифмически нормальные скорости активации с логнормальным распределением синаптической эффективности, было одним из первых предложенных [43]. Однако дальнейшие исследования показали, что такое распределение скорости активации не является необходимым для создания распределения синаптических эффективностей с тяжелыми хвостами, используя либо самомасштабирующуюся динамику «богатый — обогащающийся» [18], либо комбинацию аддитивной и мультипликативной динамики [18]. 36, 37].

Еще одна отмеченная неслучайная особенность кортикальных записей, которая была пропущена в этой модели, — это наблюдаемое логнормальное распределение скоростей возбуждения коры (упоминалось в предыдущем абзаце). Наш внутренний механизм пластичности обязательно отрицает эту особенность, которая может быть самоорганизованной с помощью механизмов, не включенных в нашу модель, таких как диффузный гомеостаз [44, 45]. Чтобы максимизировать простоту, для всех нейронов выбрана единая скорость стрельбы по цели. Дополнительное тестирование, при котором скорость стрельбы по цели выводится из логарифмически нормального распределения, оказывает минимальное качественное влияние на наблюдаемые характеристики (за исключением, что тривиально, распределения ISI, см. S1 Рис.).Другая проблема заключается в том, что в настоящее время точную статистику микроконнектома трудно различить — хотя сильные выводы можно сделать в правильном направлении — из-за присущих смещений выборки в парных реконструкциях с зажимом-фиксатором ограниченного размера [46]. Мы надеемся и верим, что достижения в области флуоресцентной визуализации, автоматизированной реконструкции с помощью электронной микроскопии [47, 48] и массивных записей с множеством единиц измерения помогут уменьшить эти искажения. Можно представить, что дополнительные смещения могут быть вызваны относительно небольшим размером модели из 400 возбуждающих нейронов, когда реалистичная корковая плотность может привести к тысячам нейронов в таком эквивалентном объеме.Мы протестировали сеть на гораздо больших размерах (до 2000 нейронов) и не обнаружили заметных качественных изменений в наших наблюдаемых результатах (S2 Рис; все остальные функции также остались такими же), поэтому мы сохранили относительно небольшой размер сети, чтобы увеличить вычислительную простоту. . Следует отметить, что за исключением этой проверки, все дополнительные проверки, тесты и дополнительные анализы проводились со стандартным размером нейронной сети 400 + 80.

Мы описали формирование избыточного представления двунаправленных связей в терминах конкуренции между структурным ростом и структурным сокращением при наличии топологической неоднородности.Другие возможности для увеличения распространенности двунаправленных соединений включают окно STDP с интегралом больше нуля (т. Е. Смещенное в сторону потенцирования) или окно, в котором асимметрии точно настроены так, что при заданной скорости срабатывания целевой гомеостатической цели соединения включены. в целом, вероятность усиления потенцирования выше (создание полностью симметричного окна STDP имеет в нашей модели лишь минимальный эффект). Кроме того, более сложные модели STDP [50, 51], как известно, приводят к чрезмерному представлению двунаправленных соединений в высокочастотных режимах срабатывания.

Еще одно вычислительное исследование воспроизвело подобное избыточное представление мотивов, однако эта модель была значительно более сложной и требовала специфических структурированных входных данных [49]. Некоторые могут рассматривать тот факт, что в этой модели основной причиной чрезмерного количества двунаправленных соединений является топология, как недостаток. Мы не рассматриваем это как проблему; в конце концов, топология существует в коре головного мозга, и остальные результаты исследования предполагают, что это важный фактор в самоорганизации корковых цепей.Существуют ранее упомянутые механизмы, использующие неклассический STDP, такие как так называемые правила триплета и напряжения [50, 51], которые в присутствии высокочастотной активности способны создавать и поддерживать двунаправленные соединения. Внедрение таких механизмов в подобную модель было бы долгожданным и интересным будущим исследованием и потенциально могло бы привести к еще более сильной и более точной избирательности мотивов. Чтобы дополнительно объяснить важность различных механизмов, которые мы ввели в самоорганизацию, мы включили краткий анализ поведения сети в отсутствие отдельных механизмов (см. Таблицу 4 ниже и S3 и S4 рис.).По сути, удаление топологии оставляет синаптическую динамику в основном неизменной, но значительно изменяет структуру связности. Удаление структурной пластичности тривиально приводит к неспособности сети формироваться или, в случае удаления только обрезки, к дивергентному росту сети. Точно так же удаление STDP приводит к дивергентному росту сети, потому что LTD необходим для запуска сокращения. Удаление STP приводит к «эпилептическому» поведению, что приводит к динамическим и структурным нарушениям. Удаление SN приводит к тому, что небольшое подмножество синапсов испытывает безудержный рост, а другие сжимаются почти до нуля и обрезаются.Наконец, удаление IP приводит к небольшим изменениям структурных свойств, но требует точной настройки пороговых значений для работы в этом режиме. Отсутствие настройки пороговых значений в этом случае приводит либо к молчанию, либо к «эпилептическим» сетям.

Кроме того, с целью понимания взаимосвязи между корреляцией активности, синаптическими весами и межсоматическим разделением, анализ ранговой корреляции Спирмена был выполнен на таких данных из примера испытания (результаты в таблице S1).Таким образом, между спайковой корреляцией и синаптическим весом была обнаружена сильная и очень значимая положительная корреляция. Однако была обнаружена только слабая (отрицательная) корреляция между спайковой корреляцией и межсоматическим разделением, и не было обнаружено значительной корреляции между межсоматическим разделением и синаптическим весом.

В заключение, часто модели кортикальных микросхем описываются как случайные графы, такие как классическая случайная сбалансированная сеть [52].Однако эксперименты показали, что структура кортикальных микросхем существенно не случайна [5, 6], предполагая, что случайных сетей может быть недостаточно для моделирования развития и активности коры. Не обладая структурной пластичностью или топологией, такие сбалансированные сети на основе случайных графов неспособны давать результаты, которые мы наблюдали. Предоставив механизм, с помощью которого можно генерировать неслучайную структуру, подобную коре, было бы полезно определить, обеспечивает ли указанная структура какое-либо значительное вычислительное или метаболическое преимущество по сравнению со случайным графом.Точно так же ограничения в возможностях онлайн-пластичности значительно затрудняют использование таких случайных сетей и их родственников в резервуарных вычислениях [53] для неконтролируемого обучения и задач вывода (хотя недавно в этом направлении был достигнут прогресс [54]), в то время как более ранние исследования с Исходная модель SORN [11, 15] предполагает, что конкретная комбинация механизмов пластичности в нашей модели может наделить сети впечатляющими возможностями обучения и вывода. Поэтому следующим логическим шагом является изучение возможностей обучения и вывода сетей LIF-SORN и их соотнесение с нейрофизиологическими экспериментами.Наша быстро развивающаяся способность манипулировать нейронными цепями in vivo предполагает, что это интересное направление для будущих исследований. Мы уверены, что будущее моделирования корковых вычислений и связанных с ними биологических процессов лежит в объединении множественных механизмов пластичности и гомеостаза при простых наборах ограничений и предубеждений.

Вспомогательная информация

S1 Рис. Триадный мотив считается кратным шансам для логнормальных скоростей срабатывания с поправкой на двунаправленное избыточное представление.

Триадический мотив считается (в том же порядке, что и [6]) для моделируемой сети как значение, кратное случайному. Подсчеты были скорректированы из-за наблюдаемого чрезмерного представительства двунаправленных соединений. Результаты показаны для полной сети с целевыми значениями IP, взятыми из логарифмически нормального распределения (среднее значение 3,0, стандартное отклонение 1,0 Гц) вместо одного значения и приблизительных экспериментальных данных. Остальные параметры остаются такими же, за исключением масштабирования скорости роста для получения доли стабильного фазового соединения, равной 0.1. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение. Горизонтальная ось немного сдвинута для улучшения читаемости.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.s001

(TIF)

S2 Рис. Триадный мотив считается кратным шансом для более крупной (2000 нейронов) сети с поправкой на двунаправленное избыточное представление.

Триадический мотив считается (в том же порядке, что и [6]) для моделируемой сети как значение, кратное случайному. Подсчеты были скорректированы из-за наблюдаемого чрезмерного представительства двунаправленных соединений.Результаты показаны для полной сети из 2000 нейронов и приблизительные экспериментальные данные. Другие параметры остаются такими же, за исключением масштабирования скорости роста для получения доли стабильного фазового соединения 0,1. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение. Горизонтальная ось немного сдвинута для улучшения читаемости.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.s002

(TIF)

S3 Рис. Триадный мотив считается множеством шансов для сетей с удаленными механизмами пластичности с поправкой на двунаправленную избыточную репрезентативность.

Триадический мотив считается (в том же порядке, что и [6]) для моделируемой сети как значение, кратное случайному. Подсчеты были скорректированы из-за наблюдаемого чрезмерного представительства двунаправленных соединений. Результаты показаны для сети со всеми механизмами пластичности, сети без IP, сети без SN и приблизительные экспериментальные данные. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение. Горизонтальная ось немного сдвинута для улучшения читаемости. Верхний и нижний график показывают одни и те же данные с разным масштабированием оси y.

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.s003

(TIF)

S4 Рис. Логарифмическое распределение синаптических весов для сетей с удаленными механизмами пластичности.

Распределение десятичного логарифма синаптических весов для сети для всех механизмов пластичности (десять испытаний), одной сети без IP и одной сети без SN. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение. Верхний и нижний график показывают одни и те же данные с разным масштабированием оси y.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pcbi.1004759.s004

(TIF)

S1 Таблица. Ранговая корреляция Спирмена и соответствующее значение P между межсоматическим разделением, синаптическим весом и парной корреляцией спайков.

Репрезентативные данные примера единичного испытания. Корреляция спайков была взята из 50-секундной активности с интервалом 50 мс [55].

https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004759.s005

(PDF)

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить авторов «Принципов долговременной динамики дендритных шипов» за предоставленные данные.Мы также хотели бы поблагодарить Кристофа Хартманна и Пэншэн Чжэн за их ценные консультации.

Вклад авторов

Эксперимент задумал и спроектировал: DM JT. Проведены опыты: DM. Проанализированы данные: DM. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: DM. Написал статью: DM JT. Выполнял программирование, анализ и написание, а также способствовал концептуализации: DM. Предоставил значительный опыт и консультации, предоставил первоначальное редактирование и способствовал концептуализации: JT.

Ссылки

1. 1.

   Гилсон М., Фукаи Т. (2011) Стабильность по сравнению со специализацией нейронов для STDP: распределение веса с длинным хвостом решает дилемму. PloS one 6: e25339. pmid: 22003389

2. 2.

   Груцендлер Дж, Кастури Н., Ган В. (2002) Долгосрочная стабильность дендритного позвоночника во взрослой коре головного мозга. Природа 420. pmid: 124

3. 3.

   Trachtenberg JT, Chen BE, Knott GW, Feng G, Sanes JR и др. (2002) Долгосрочная визуализация in vivo зависимой от опыта синаптической пластичности в коре головного мозга взрослых.Природа 420: 788–94. pmid: 124

4. 4.

   Markram H (1997) Сеть пирамидных нейронов слоя 5 с пучками. Кора головного мозга (Нью-Йорк, Нью-Йорк: 1991) 7: 523–33.

5. 5.

   Перин Р., Бергер Т.К., Маркрам Х. (2011) Принцип синаптической организации для групп корковых нейронов. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 108: 5419–24. pmid: 21383177

6. 6.

   Song S, Sjöström PJ, Reigl M, Nelson S, Chklovskii DB (2005) В высшей степени неслучайные особенности синаптической связи в локальных корковых цепях.PLoS биология 3: e68. pmid: 15737062

7. 7.

   Harris KM, Stevens JK (1989) Дендритные шипы пирамидных клеток CA 1 в гиппокампе крысы: серийная электронная микроскопия со ссылкой на их биофизические характеристики. Журнал неврологии: официальный журнал Общества нейробиологии 9: 2982–97.

8. 8.

   Лисман Дж. Э., Харрис К. М. (1993) Квантовый анализ и синаптическая анатомия — интеграция двух взглядов на пластичность гиппокампа. Тенденции в неврологии 16: 141–7.pmid: 7682347

9. 9.

   Thomson AM, Deuchars J, West DC (1993) Большие, глубокие слои пирамидно-пирамидных одиночных аксонных ВПСП в срезах моторной коры крыс демонстрируют парную импульсную и частотно-зависимую депрессию, опосредованную пресинаптически и самооблегчение, опосредованную постсинаптически. Журнал нейрофизиологии 70: 2354–69. pmid: 8120587

10. 10.

    Ясумацу Н., Мацузаки М., Миядзаки Т., Ногучи Дж., Касаи Х. (2008) Принципы долгосрочной динамики дендритных шипов. Журнал неврологии: официальный журнал Общества неврологии 28: 13592–608.

11. 11.

    Лазар А., Пипа Г., Триеш Дж. (2009) СОРН: самоорганизующаяся рекуррентная нейронная сеть. Границы вычислительной нейробиологии 3:23 pmid: 19893759

12. 12.

    Савин С., Джоши П., Триеш Дж. (2010) Анализ независимых компонентов в нейронах с импульсами. Вычислительная биология PLoS 6: e1000757. pmid: 20421937

13. 13.

    Tetzlaff C, Kolodziejski C, Timme M, Wörgötter F (2011) Синаптическое масштабирование в сочетании со многими универсальными механизмами пластичности стабилизирует связность схем.Границы вычислительной нейробиологии 5: 1–15.

14. 14.

    Tetzlaff C, Kolodziejski C, Timme M, Wörgötter F (2012) Анализ синаптического масштабирования в сочетании с хеббовской пластичностью в нескольких простых сетях. Границы вычислительной нейробиологии 6: 1–17.

15. 15.

    Лазар А., Пипа Г., Триеш Дж. (2011) Новые байесовские априорные точки в самоорганизующейся рекуррентной сети. Нейронные сети и машинное обучение: 1–8.

16. 16.
    Дуарте Р., Сериес П., Моррисон А. (2014) Самоорганизованное искусственное изучение грамматики в нейронных сетях с импульсами.Материалы 36-й ежегодной конференции Общества когнитивных наук: 427–432.
17. 17.

    Hartmann C, Lazar A, Triesch J (2015) Где шум? Ключевые особенности нейрональной изменчивости и умозаключений возникают из самоорганизованного обучения. Вычислительная биология PLoS 11: e1004640. pmid: 26714277

18. 18.

    Zheng P, Dimitrakakis C, Triesch J (2013) Сетевая самоорганизация объясняет статистику и динамику силы синаптических связей в коре головного мозга. Вычислительная биология PLoS 9: e1002848.pmid: 23300431

19. 19.

    Минерби А., Кахана Р., Голдфельд Л., Кауфман М., Маром С. и др. (2009) Долгосрочные отношения между синаптической устойчивостью, синаптическим ремоделированием и сетевой активностью. PLoS биология 7: e1000136. pmid: 19554080

20. 20.

    Thomson AM, West DC, Wang Y, Bannister AP (2002) Синаптические связи и небольшие цепи, включающие возбуждающие и тормозящие нейроны в слоях 2–5 неокортекса взрослых крыс и кошек: тройные внутриклеточные записи и мечение биоцитином in vitro.Кора головного мозга (Нью-Йорк, Нью-Йорк: 1991) 12: 936–53.

21. 21.

    Гудман Д., Бретт Р. (2008) Брайан: симулятор для наращивания нейронных сетей в Python. Границы в нейроинформатике 2: 5. pmid: 19115011

22. 22.

    Markram H, Wang Y, Tsodyks M (1998) Дифференциальная передача сигналов через один и тот же аксон пирамидных нейронов неокортекса. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки 95: 5323–8. pmid: 9560274

23. 23.

    Цукер Р.С., Регер В.Г. (2002) Кратковременная синаптическая пластичность.Ежегодный обзор физиологии 64: 355–405. pmid: 11826273

24. 24.

    Bi GQ, Poo MM (1998) Синаптические модификации в культивируемых нейронах гиппокампа: зависимость от времени спайков, синаптической силы и типа постсинаптических клеток. Журнал неврологии: официальный журнал Общества неврологии 18: 10464–72.

25. 25.

    Froemke R, Poo Mm, Dan Y (2005) Синаптическая пластичность, зависящая от времени спайков, зависит от расположения дендритов. Природа 2033: 2032–2033.

26. 26.Герстнер В., Кемптер Р., ван Хеммен Дж. Л. и Вагнер Х (1996). Правило обучения нейронов для субмиллисекундного временного кодирования. Природа 383: 76–78.
27. 27.

    Кемптер Р., Герстнер В., ван Хеммен Дж. (1999) Хеббийское обучение и импульсные нейроны. Physical Review E 59: 4498–4514.

28. 28.

    Сонг С., Миллер К.Д., Эбботт Л.Ф. (2000) Конкурентное хеббийское обучение через синаптическую пластичность, зависящую от спайков. Природа нейробиологии 3: 919–26. pmid: 10966623

29. 29.Zhang LI, Tao HW, Holt CE, Harris WA, Poo Mm (1998) Критическое окно для сотрудничества и конкуренции между развивающимися ретинотектальными синапсами. Природа 395: 37–44. pmid: 9738497
30. 30.

    Ibata K, Sun Q, Turrigiano GG (2008) Быстрое синаптическое масштабирование, вызванное изменениями в постсинаптическом возбуждении. Нейрон 57: 819–26. pmid: 18367083

31. 31.

    Turrigiano GG, Leslie KR, Desai NS, Rutherford LC, Nelson SB (1998) Зависимое от активности масштабирование квантовой амплитуды в неокортикальных нейронах.Nature 391: 892–6. pmid: 9495341

32. 32.

    Hill A (1936) Возбуждение и аккомодация в нерве. Труды Лондонского королевского общества Серия B — Биологические науки 119: 305–355.

33. 33.

    Benda J, Herz AVM (2003) Универсальная модель для адаптации частоты всплесков. Нейронные вычисления 15: 2523–64. pmid: 14577853

34. 34.

    Desai NS, Rutherford LC, Turrigiano GG (1999) Пластичность внутренней возбудимости кортикальных пирамидных нейронов.Природа нейробиологии 2: 515–20. pmid: 10448215

35. 35.

    Чжан В., Линден Д. Д. (2003) Другая сторона инграммы: обусловленные опытом изменения внутренней возбудимости нейронов. Обзоры природы Neuroscience 4: 885–900. pmid: 14595400

36. 36.

    Loewenstein Y, Kuras A, Rumpel S (2011) Мультипликативная динамика лежит в основе появления логнормального распределения размеров шипов в неокортексе in vivo. Журнал неврологии: официальный журнал Общества неврологии 31: 9481–8.

37. 37.

    Статман А., Кауфман М., Минерби А., Зив Н. Е., Бреннер Н. (2014) Динамика синаптического размера как эффективно стохастический процесс. Вычислительная биология PLoS 10: e1003846. pmid: 25275505

38. 38.

    Лёвенштейн Ю., Яновер Ю., Румпель С. (2015) Прогнозирование динамики сетевых подключений в неокортексе. Журнал неврологии 35: 12535–12544. pmid: 26354919

39. 39.
    Hagberg AA, Schult DA, Swart PJ (2008) Изучение сетевой структуры, динамики и функций с помощью NetworkX.В: Материалы 7-й конференции Python в науке (SciPy2008). Пасадена, Калифорния, США, стр. 11–15.
40. 40.
    Левенсон А., Ван Лир Д. (2011). триадная перепись. https://networkx.lanl.gov/trac/ticket/190.
41. 41.
    Программное обеспечение A (2012 г.). GraphClick. http://www.arizona-software.ch/graphclick/.
42. 42.

    Ачимович Дж, Мяки-Марттунен Т., Линне М.Л. (2015) Влияние морфологии нейронов на теоретико-графовые меры сетевой связности: анализ двухуровневой статистической модели.Границы нейроанатомии 9. pmid: 26113811

43. 43.

    Кулаков А.А., Громадка Т., Задор А.М. (2009) Коррелированная взаимосвязь и распределение скоростей возбуждения в неокортексе. Журнал неврологии 29: 3685–3694. pmid: 19321765

44. 44.

    Savin C, Triesch J, Meyer-Hermann M (2009) Эпилептогенез из-за опосредованного глией синаптического масштабирования. Журнал Королевского общества, Интерфейс / Королевское общество 6: 655–68. pmid: 18986963

45. 45.

    Суини Й., Хеллгрен Коталески Дж., Хенниг М.Х. (2015) Диффузный гомеостатический сигнал поддерживает нейронную гетерогенность и отзывчивость в корковых сетях.PLOS Computational Biology 11: e1004389. pmid: 26158556

46. 46.

    Miner DC, Triesch J (2014) Эффекты нарезки, выборки и дистанционно-зависимые эффекты влияют на сетевые показатели в смоделированных структурах кортикальных цепей. Границы нейроанатомии 8: 1–9.

47. 47.

    Чкловский Д.Б., Виталадевуни С., Шеффер Л.К. (2010) Полуавтоматическая реконструкция нейронных цепей с использованием электронной микроскопии. Текущее мнение в нейробиологии 20: 667–675. pmid: 20833533

48. 48.

    Plaza SM, Scheffer LK, Чкловский Д.Б. (2014) К масштабным реконструкциям коннектомов.Текущее мнение в нейробиологии 25: 201–210. pmid: 24598270

49. 49.

    Бурджайли М.А., Миллер П. (2011) Возбуждающая, тормозящая и структурная пластичность создают коррелированную связность в случайных сетях, обученных решать задачи с парными стимулами. Границы вычислительной нейробиологии 5: 1–24.

50. 50.

    Pfister JP, Gerstner W (2006) Тройки спайков в модели пластичности спайков, зависящей от времени. Журнал неврологии: официальный журнал Общества нейробиологии 26: 9673–82.

51. 51.

    Clopath C, Büsing L, Vasilaki E, Gerstner W (2010) Связность отражает кодирование: модель основанного на напряжении STDP с гомеостазом. Природа нейробиологии 13: 344–52. pmid: 20098420

52. 52.

    van Vreeswijk C, Sompolinsky H (1996) Хаос в нейронных сетях со сбалансированной возбуждающей и тормозящей активностью. Наука (Нью-Йорк, Нью-Йорк) 274: 1724–6.

53. 53.

    Лукошявичюс М., Йегер Х (2009) Подходы с использованием резервуарных вычислений для повторного обучения нейронной сети.Обзор компьютерных наук 3: 127–149.

54. 54.

    Тецлафф С., Дасгупта С., Кульвициус Т., Вёргёттер Ф. (2015) Использование ячеек Хебба для нелинейных вычислений. Научные отчеты 5: 12866. pmid: 26249242

55. 55.

    Даян П., Эбботт Л.Ф. (2001) Теоретическая неврология, том 806. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.

12v-24v 4pin 12mm металлический on / off светодиодный кнопочный переключатель жгута проводов переключатель самоблокирующийся водонепроницаемый Распродажа

Способы доставки

Общее расчетное время, необходимое для получения вашего заказа, показано ниже:

• Вы размещаете заказ
• (Время обработки)
• Отправляем Ваш заказ
• (время доставки)
• Доставка!

Общее расчетное время доставки

Общее время доставки рассчитывается с момента размещения вашего заказа до момента его доставки вам.Общее время доставки делится на время обработки и время доставки.

Время обработки: Время, необходимое для подготовки вашего товара (ов) к отправке с нашего склада. Это включает в себя подготовку ваших товаров, выполнение проверки качества и упаковку для отправки.

Время доставки: Время, в течение которого ваш товар (-ы) дойдет с нашего склада до места назначения.

Ниже приведены рекомендуемые способы доставки для вашей страны / региона:

Отправить по адресу:

Корабль из

Этот склад не может быть доставлен к вам.

Примечание:

(1) Вышеупомянутое время доставки относится к расчетному времени в рабочих днях, которое займет отгрузка после отправки заказа.

(2) Рабочие дни не включают субботу / воскресенье и праздничные дни.

(3) Эти оценки основаны на нормальных обстоятельствах и не являются гарантией сроков поставки.

(4) Мы не несем ответственности за сбои или задержки в доставке в результате любых форс-мажорных обстоятельств, таких как стихийное бедствие, плохая погода, война, таможенные проблемы и любые другие события, находящиеся вне нашего прямого контроля.

(5) Ускоренная доставка не может быть использована для почтовых ящиков

Ориентировочные налоги: Может взиматься налог на товары и услуги (GST).

Способы оплаты

Мы поддерживаем следующие способы оплаты.Нажмите, чтобы получить дополнительную информацию, если вы не знаете, как платить.

* В настоящее время мы предлагаем оплату наложенным платежом для Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратов, Кувейта, Омана, Бахрейна, Катара, Таиланда, Сингапура, Малайзии, Филиппин, Индонезии, Вьетнама, Индии.

alexxlab