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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33329| Título: | Acoplamento efático em modelo neuronal híbrido |
| Autor(es): | Cunha, Gabriel Moreno |
| Orientador: | Lima, Gustavo Zampier dos Santos |
| Palavras-chave: | Acoplamento efático;Comunicações neuronais;Modelos neuronais |
| Data do documento: | 26-Jul-2021 |
| Editor: | Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
| Referência: | CUNHA, 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. |
| Resumo: | Existe 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. |
| Abstract: | There 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. |
| URI: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33329 |
| Aparece nas coleções: | PPGFIS - Mestrado em Física |
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