Emergência de flutuações de atividade em modelos de redes corticais com populações neurais heterogêneas (2018)
- Authors:
- Autor USP: PENA, RODRIGO FELIPE DE OLIVEIRA - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 591
- Subjects: SISTEMAS DINÂMICOS; REDES COMPLEXAS; CÓRTEX CEREBRAL; NEUROCIÊNCIAS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Em modelos de redes corticais com neuronios pulsantes, os mecanismos responsaveis pela emergencia e impacto de flutuacoes de atividade neuronal ainda nao estao completamente entendidos. Neste trabalho, modelos computacionais de redes corticais foram utilizados para investigar como flutuacoes ritmicas e nao-ritmicas surgem e suas possiveis consequencias. Foram estudadas redes com dois tipos de topologia: aleatoria e hierarquica modular, esta ultima inspirada em evidencias experimentais para a arquitetura cortical. Foram utilizados tres diferentes modelos simplificados de neuronios: integra-e-dispara, Izhikevich e integra-e-dispara exponencial com adaptacao. Primeiramente, estudou-se a ocorrencia de atividade auto-sustentada em redes hierarquicas modulares compostas por populacoes de neuronios de classes eletrofisiologicas distintas. Nesses modelos, os padroes de atividade auto-sustentada de longa duracao sao oscilatorios e seu tempo de vida depende do nivel hierarquico e da mistura de neuronios na rede. Em seguida, estudou-se o efeito da introducao de ruido sinaptico em modelos de redes aleatorias. Observou-se o aparecimento de alternancia intermitente entre atividade ritmica e nao-ritmica com caracteristicas similares a estados corticais sincronos e assincronos, respectivamente. Desenvolveu-se a extensao de uma abordagem reducionista para redes neuronais homogeneas, em que um esquema iterativo auto-consistente e usado para que um unico neuronio gere trens de disparo compropriedades estatisticas de segunda ordem similares as de uma rede, para o caso de redes neuronais heterogeneas. Mostrou-se que essa abordagem captura situacoes em que flutuacoes de atividade lentas emergem. Finalmente, utilizou-se o esquema reducionista e ferramentas de teoria de informacao para estudar a emergencia de flutuacoes de atividade lentas e sua propagacao em redes hierarquicas modulares. Os resultados mostram que a propagacao de informacao pela rede depende do numero de modulos, sugerindo que ha um nivel hierarquico otimo para a propagacao de informacao. Os estudos feitos contribuem para aprofundar o entendimento da relacao entre estrutura e composicao neuronal em modelos de redes corticais e indicam mecanismos de emergencia e manutencao de flutuacoes de atividade nessas redes
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2018
- Data da defesa: 06.12.2018
-
ABNT
PENA, Rodrigo Felipe de Oliveira. Emergência de flutuações de atividade em modelos de redes corticais com populações neurais heterogêneas. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-18012019-095012/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Pena, R. F. de O. (2018). Emergência de flutuações de atividade em modelos de redes corticais com populações neurais heterogêneas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-18012019-095012/ -
NLM
Pena RF de O. Emergência de flutuações de atividade em modelos de redes corticais com populações neurais heterogêneas [Internet]. 2018 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-18012019-095012/ -
Vancouver
Pena RF de O. Emergência de flutuações de atividade em modelos de redes corticais com populações neurais heterogêneas [Internet]. 2018 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-18012019-095012/ - Dynamics of spontaneous activity in networks of two-dimensional integrate-and-fire neurons
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