Acoplamento efático em modelo neuronal híbrido

dc.contributor.advisorLima, Gustavo Zampier dos Santos
dc.contributor.advisor-co1Corso, Gilberto
dc.contributor.advisor-co1ID36990485000pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0274040885278760pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6484225572798302pt_BR
dc.contributor.authorCunha, Gabriel Moreno
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3949069933473689pt_BR
dc.contributor.referees1Mohan, Madras Viswanathan Gandhi
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1995273890709490pt_BR
dc.contributor.referees2Lima, Marcelo de Meira Santos
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5011624798550816pt_BR
dc.contributor.referees3Lopes, Sergio R.
dc.date.accessioned2021-09-09T22:10:21Z
dc.date.available2021-09-09T22:10:21Z
dc.date.issued2021-07-26
dc.description.abstractThere is growing interest in the impact of electrical fields generated in the brain. Transmembrane ionic currents originate electric fields in the extracellular space and are capable of affecting nearby neurons, a phenomenon called ephatic communication. In the present work, the Quadratic Integrate-and-Fire model was adapted to include the ephatic coupling behavior and its results were compared to the empirical results. Therefore, the analysis tools were divided according to the neuronal activity regime. For the subthreshold regime, circular statistics were used to describe the phase differences between the stimulus signal and the modeled membrane response; In the suprathreshold regime, the Population Vector and Spike Field Coherence were used to estimate phase preferences and the coupling intensity between the stimulus and the spikes of the model. The subthreshold phase difference was sensitive to the characteristic membrane response time, as well as the frequency of the stimulus given to the model. On the other hand, the intensity of the coupling between spikes and stimulus was sensitive to the intensity of noise added to the stimulus signal and also to the stimulus frequency. The preferential phase of spikes are sensitive, according to the model, only to the stimulus frequency. Such results are consistent with the results observed in empirical experiments on ephatic neuronal coupling. It was observed that the Quadratic Integrate-e-Fire model with ephatic coupling is able to successfully model this neuronal communication. Thus, the model makes it possible to pursue further studies on the physiological importance of ephatic coupling in the brain, including significant implications for our understanding of brain processing for neuroscience.pt_BR
dc.description.resumoExiste um crescente interesse no impacto dos campos elétricos gerados no cérebro. As correntes iônicas transmembranas originam campos elétricos no espaço extracelular e são capazes de afetar neurônios próximos, fenômeno chamado de comunicação efática. No presente trabalho, o modelo Integra-e-Dispara Quadrático foi adaptado para incluir o comportamento de acoplamento efático e seus resultados foram comparados aos resultados empíricos. Para tanto, as ferramentas de análise foram divididas de acordo com o regime de atividade neuronal. Para o regime sublimiar, a estatística circular foi utilizada para descrever as diferenças de fase entre o sinal de estímulo e a resposta da membrana modelada; No regime supralimiar, o Vetor de População e o Spike Field Coherence foram utilizados para estimar preferências de fase e a intensidade do acoplamento entre o estímulo e os Potenciais de Ação do modelo. A diferença de fase sublimiar se mostrou sensível ao tempo característico de resposta da membrana, assim como a frequência do estímulo dado ao modelo. Por outro lado, a intensidade do acoplamento entre Potenciais de Ação e estímulo, se mostrou sensível a intensidade do ruído adicionado no sinal de estímulo e também a frequência de estímulo. Já a fase preferencial dos Potenciais de Ação são sensíveis, segundo o modelo, apenas a frequência de estímulo. Tais resultados são condizentes com os resultados observados em experimentos empíricos de acoplamento efático neuronal. Observou-se que o modelo Integra-e-Dispara Quadrático com acoplamento efático é capaz de modelar com sucesso esta comunicação neuronal. Assim, o modelo possibilita a busca de novos estudos sobre a importância fisiológica do acoplamento efático no cérebro, incluindo implicações significativas em nossa compreensão do processamento cerebral para a neurociência.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationCUNHA, Gabriel Moreno. Acoplamento efático em modelo neuronal híbrido. 2021. 152f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33329
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAcoplamento efáticopt_BR
dc.subjectComunicações neuronaispt_BR
dc.subjectModelos neuronaispt_BR
dc.titleAcoplamento efático em modelo neuronal híbridopt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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