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Comportamento complexo em centros geradores de padrões

Reyes, Marcelo Bussotti

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física 2005-09-22

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Comportamento complexo em centros geradores de padrões
  • Autor: Reyes, Marcelo Bussotti
  • Orientador: Pinto, Reynaldo Daniel; Rabinovich, Mikhail Izrailevich
  • Assuntos: Redes Neurais Inibitórias; Redes Neurais Híbridas; Neurônio Marca-Passo; Neurônio Artificial; Modelo De Hodgkin-Huxley; Inibição Recíproca; Hindmarsh-Rose; Eletrofisiologia In Vitro; Gânglio Estomatogástrico; Fixação Dinânica De Voltagem; Dynamic-Clamp; Central Pattern Generators; Dynamic Clamp; Hybrid Neural Networks; Hodgking-Huxley Model; Artificial Synapse
  • Notas: Tese (Doutorado)
  • Descrição: Realizamos simulações computacionais de modelos da atividade elétrica de centros geradores de padrões para investigar o fato experimental de organismos vivos utilizarem neurônios caóticos para produzir padrões periódicos. Centros geradores de padrões biológicos produzem atividades motoras periódicas que devem ser robustas a pequenas flutuações das propriedades dos neurônios e sinapses, mas também flexíveis para permitir a neuromodulação do ritmo. Utilizamos principalmente dois modelos de atividade neural, um modelo fenomenológico do tipo Hindmarsh-Rose e um modelo baseado em condutâncias do tipo Hodgking-Huxley. Realizamos também experimentos com redes híbridas, conectando dois tipos de neurônios do gânglio estomatogástrico de crustáceos aos neurônios modelo, que confirmaram os resultados obtidos nas simulações. Observamos o comportamento das redes principalmente em função de dois parâmetros: um que controla a atividade intrínseca dos neurônios e outro que representa a condutância máxima das sinapses químicas usadas para formar a rede. As redes apresentam atividade robusta e flexível quando os neurônios que as compõem apresentam comportamento intrínseco entre rajadas e tônico. Esta é a região onde os neurônios modelo apresentam comportamento caótico, o que é uma evidência do motivo de se observar este tipo de comportamento em neurônios isolados do gânglio estomatogástrico dos crustáceos. Mostramos que o modelo tipo Hodgkin-Huxley, apesar de mais realista do ponto de vista eletrofisiológico, não apresenta um comportamento coletivo satisfatório em termos de flexibilidade e robustez. Os experimentos com redes híbridas evidenciaram como deveria ser modificado o modelo para que o comportamento coletivo fosse restaurado. Investigamos também outros aspectos da atividade neural: a obtenção de padrões oscilatórios com neurônios que não apresentam comportamento intrinsecamente oscilatório e a influência de perturbações causada por ruídos na atividade neural.
  • DOI: 10.11606/T.43.2005.tde-10102009-100639
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Instituto de Física
  • Data de criação/publicação: 2005-09-22
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português

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