diff --git a/.gitignore b/.gitignore index a1b5c9e..64c3957 100644 --- a/.gitignore +++ b/.gitignore @@ -32,3 +32,7 @@ NEST_SLI/*.gdf /PyNN/tests.log /PyNN/data/2024* /p0/* +/NeuroML2/*.dat +/PyNN/LEMS_Sim_Microcircuit*.xml +/NeuroML2/*.spikes +/NeuroML2/Microcircuit*.gv diff --git a/NeuroML2/.test.validate.omt b/NeuroML2/.test.validate.omt index 25f4367..e1280f6 100644 --- a/NeuroML2/.test.validate.omt +++ b/NeuroML2/.test.validate.omt @@ -1,6 +1,4 @@ -# Script for running automated tests on OSB using Travis-CI, see https://github.com/OpenSourceBrain/osb-model-validation -# Still in development, subject to change without notice!! - -# This test will validate all of the NeuroML 2 files in the current directory using: jnml -validate *.nml -target: "*.nml" +# Script for running automated tests on OSB, see https://github.com/OpenSourceBrain/osb-model-validation + +target: "*.nml" engine: jNeuroML_validate diff --git a/NeuroML2/LEMS_Sim_Microcircuit_0_2pcnt.xml b/NeuroML2/LEMS_Sim_Microcircuit_0_2pcnt.xml new file mode 100644 index 0000000..2f92391 --- /dev/null +++ b/NeuroML2/LEMS_Sim_Microcircuit_0_2pcnt.xml @@ -0,0 +1,277 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/NeuroML2/Microcircuit_0_2pcnt.net.nml b/NeuroML2/Microcircuit_0_2pcnt.net.nml new file mode 100644 index 0000000..77587b3 --- /dev/null +++ b/NeuroML2/Microcircuit_0_2pcnt.net.nml @@ -0,0 +1,58938 @@ + + + This NeuroML 2 file has been generated from: + PyNN v0.10.1 + libNeuroML v0.5.9 + pyNeuroML v1.2.7 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 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+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/NeuroML2/regenerate.sh b/NeuroML2/regenerate.sh new file mode 100755 index 0000000..20fb7ac --- /dev/null +++ b/NeuroML2/regenerate.sh @@ -0,0 +1,7 @@ +#!/bin/bash +set -ex + +cd ../PyNN +python test_neuroml.py + +cp *.nml LEMS*ml ../NeuroML2 diff --git a/PyNN/network.py b/PyNN/network.py index fbf0775..b088050 100644 --- a/PyNN/network.py +++ b/PyNN/network.py @@ -18,6 +18,8 @@ from helpers import boxplot from helpers import compute_DC from pyNN.random import RandomDistribution +from pyNN.space import RandomStructure, Cuboid +import math class Network: @@ -52,7 +54,7 @@ def __init__(self, sim_dict, net_dict, stim_dict=None): self.data_path = sim_dict['data_path'] - def setup_pyNN(self): + def setup_pyNN(self, extra_setup_params): """ Reset and configure the simulator. Where the simulator is NEST, @@ -73,7 +75,8 @@ def setup_pyNN(self): self.sim.setup(timestep=self.sim_resolution, threads=self.sim_dict['local_num_threads'], grng_seed=grng_seed, - rng_seeds=rng_seeds) + rng_seeds=rng_seeds, + **extra_setup_params) if self.sim.rank() == 0: print('Master seed: %i ' % master_seed) print('Number of total processes: %i' % N_tp) @@ -158,12 +161,65 @@ def create_populations(self): [self.net_dict['neuron_params']['V0_mean'], self.net_dict['neuron_params']['V0_sd']], ) # todo: specify rng + layer_structures = {} + + x_dim_scaled = self.net_dict['x_dimension'] * math.sqrt(self.N_scaling) + z_dim_scaled = self.net_dict['z_dimension'] * math.sqrt(self.N_scaling) + + default_cell_radius = 10 # for visualisation + default_input_radius = 5 # for visualisation + layer_thicknesses = self.net_dict["layer_thicknesses"] + + for i, pop in enumerate(self.net_dict['populations']): + layer = pop[:-1] + + y_offset = 0 + if layer == 'L6': y_offset = layer_thicknesses['L6']/2 + elif layer == 'L5': y_offset = layer_thicknesses['L6']+layer_thicknesses['L5']/2 + elif layer == 'L4': y_offset = layer_thicknesses['L6']+layer_thicknesses['L5']+layer_thicknesses['L4']/2 + elif layer == 'L23': y_offset = layer_thicknesses['L6']+layer_thicknesses['L5']+layer_thicknesses['L4']+layer_thicknesses['L23']/2 + else: + raise Exception("Problem with %s"%layer) + + layer_volume = Cuboid(x_dim_scaled,layer_thicknesses[layer],z_dim_scaled) + layer_structures[layer] = RandomStructure(layer_volume, origin=(0,y_offset,0)) + parameters['i_offset'] = self.DC_amp_e[i] * 0.001 # pA --> nA population = self.sim.Population(int(self.nr_neurons[i]), neuron_model(**parameters), + structure=layer_structures[layer], label=pop) population.initialize(v=v_init) + # Store whether population is inhibitory or excitatory + population.annotate(type=pop[-1:]) + + population.annotate(radius=default_cell_radius) + population.annotate(structure=str(layer_structures[layer])) + + + try: + import opencortex.utils.color as occ + print('Adding color for %s'%pop) + if 'L23' in pop: + if 'E' in pop: color = occ.L23_PRINCIPAL_CELL + if 'I' in pop: color = occ.L23_INTERNEURON + if 'L4' in pop: + if 'E' in pop: color = occ.L4_PRINCIPAL_CELL + if 'I' in pop: color = occ.L4_INTERNEURON + if 'L5' in pop: + if 'E' in pop: color = occ.L5_PRINCIPAL_CELL + if 'I' in pop: color = occ.L5_INTERNEURON + if 'L6' in pop: + if 'E' in pop: color = occ.L6_PRINCIPAL_CELL + if 'I' in pop: color = occ.L6_INTERNEURON + + population.annotate(color=color) + except Exception as e: + print(e) + # Don't worry about it, it's just metadata + pass + self.pops.append(population) def create_devices(self): @@ -230,7 +286,7 @@ def create_poisson(self): for i, target_pop in enumerate(self.pops): poisson = self.sim.Population(target_pop.size, self.sim.SpikeSourcePoisson(rate=rate_ext[i]), - label="Input to {}".format(target_pop.label)) + label="Input_to_{}".format(target_pop.label)) self.poisson.append(poisson) def create_dc_generator(self): @@ -369,7 +425,7 @@ def connect_dc_generator(self): if self.stim_dict['dc_input']: self.dc[i].inject_into(target_pop) - def setup(self): + def setup(self, extra_setup_params = {}): """ Execute subfunctions of the network. @@ -378,7 +434,7 @@ def setup(self): each other and with devices and input nodes. """ - self.setup_pyNN() + self.setup_pyNN(extra_setup_params) self.create_populations() self.create_devices() self.create_thalamic_input() diff --git a/PyNN/network_params.py b/PyNN/network_params.py index b482d9e..36a0b6f 100644 --- a/PyNN/network_params.py +++ b/PyNN/network_params.py @@ -224,3 +224,26 @@ def get_std_PSP_matrix(PSP_rel, number_of_pop): net_dict.update(updated_dict) + +total_cortical_thickness = 1500.0 +N_full = net_dict['N_full'] +N_E_total = N_full[0]+N_full[2]+N_full[4]+N_full[6] + +dimensions_3D = { + 'x_dimension': 1000, + 'z_dimension': 1000, + #thalamus_offset = -300 + + 'total_cortical_thickness': total_cortical_thickness, + +# Have the thicknesses proportional to the numbers of E cells in each layer + 'layer_thicknesses': { + 'L23': total_cortical_thickness*N_full[0]/N_E_total, + 'L4' : total_cortical_thickness*N_full[2]/N_E_total, + 'L5' : total_cortical_thickness*N_full[4]/N_E_total, + 'L6' : total_cortical_thickness*N_full[6]/N_E_total, + 'thalamus' : 100 + } +} + +net_dict.update(dimensions_3D) diff --git a/PyNN/test.py b/PyNN/test.py index 13f81ed..df05dd6 100644 --- a/PyNN/test.py +++ b/PyNN/test.py @@ -3,10 +3,7 @@ PyNN microcircuit example --------------------------- -Example file to run the microcircuit. - -Based on original PyNEST version by Hendrik Rothe, Hannah Bos, Sacha van Albada; May 2016 -Adapted for PyNN by Andrew Davison, December 2017 +Test file for the microcircuit. """ @@ -18,29 +15,46 @@ from stimulus_params import stim_dict import os - -# Initialize the network and pass parameters to it. -tic = time.time() - -net_dict['N_scaling'] = 0.1 -net_dict['to_record'] = ['spikes', 'v'] -sim_dict['data_path'] = os.path.join(os.getcwd(), 'results') - - -net = network.Network(sim_dict, net_dict, stim_dict) -toc = time.time() - tic -print("Time to initialize the network: %.2f s" % toc) -# Connect all nodes. -tic = time.time() -net.setup() -toc = time.time() - tic -print("Time to create the connections: %.2f s" % toc) -# Simulate. -tic = time.time() -net.simulate() -toc = time.time() - tic -print("Time to simulate: %.2f s" % toc) -tic = time.time() -net.write_data() -toc = time.time() - tic -print("Time to write data: %.2f s" % toc) +def setup(simulator='nest', N_scaling=0.1): + # Initialize the network and pass parameters to it. + tic = time.time() + + net_dict['N_scaling'] = N_scaling + + net_dict['to_record'] = ['spikes', 'v'] + sim_dict['data_path'] = os.path.join(os.getcwd(), 'results') + + sim_dict['simulator'] = simulator + + net = network.Network(sim_dict, net_dict, stim_dict) + toc = time.time() - tic + print("Time to initialize the network: %.2f s" % toc) + + # Connect all nodes. + tic = time.time() + extra_setup_params = {} + if simulator=='neuroml': + extra_setup_params['reference']='Microcircuit_%spcnt'%(str(N_scaling*100).replace('.','_')) + + net.setup(extra_setup_params) + toc = time.time() - tic + print("Time to create the connections: %.2f s" % toc) + return net, net_dict, sim_dict + + +def run(net): + + # Simulate. + tic = time.time() + net.simulate() + toc = time.time() - tic + print("Time to simulate: %.2f s" % toc) + tic = time.time() + net.write_data() + toc = time.time() - tic + print("Time to write data: %.2f s" % toc) + + +if __name__ == "__main__": + net, net_dict, sim_dict = setup(N_scaling=0.1) + run(net) \ No newline at end of file diff --git a/PyNN/test_neuroml.py b/PyNN/test_neuroml.py new file mode 100644 index 0000000..6d18e3e --- /dev/null +++ b/PyNN/test_neuroml.py @@ -0,0 +1,35 @@ +# -*- coding: utf-8 -*- +""" +PyNN microcircuit example +--------------------------- + +Export to NeuroML of the microcircuit. + +""" + +import time +import numpy as np +import network +from network_params import net_dict +from sim_params import sim_dict +from stimulus_params import stim_dict +import os + +from test import setup + +def export(net): + + # Export. + tic = time.time() + print("Exporting...") + net.simulate() + net.sim.end() + toc = time.time() - tic + print("Time to export: %.2f s" % toc) + + + +if __name__ == "__main__": + net, net_dict, sim_dict = setup(simulator='neuroml', + N_scaling=0.002) + export(net) \ No newline at end of file