Neurociência computacional e de sistemas

• Processo: 18/20277-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Acordo de Cooperação: FACEPE
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Roque da Silva Filho
• Beneficiário: Antonio Carlos Roque da Silva Filho
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Bóris Marin ; Marcelo Bussotti Reyes ; Nivaldo Antonio Portela de Vasconcelos ; Osame Kinouchi Filho ; Pedro Valadão Carelli
• Assunto(s): Neurociência computacional Psiquiatria computacional Eletrofisiologia Cognição Atividade cerebral Dinâmica não linear Intercâmbio de pesquisadores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica não-linear | Eletrofisiologia | neurociência computacional | Neurociência de sistemas | Psiquiatria Computacional | Neurociência Computacional

Resumo

A presente proposta visa apoiar e consolidar a pesquisa em Neurociência Computacional e de Sistemas desenvolvidaem colaboracões entre os grupos de pesquisa do Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco (DF-UFPE, Recife), o Departamento de Física da FFCLRP da Universidade de São Paulo (USP, Ribeirão Preto) e o Centro de Matemática, Computação e Cognição da Universidade Federal do ABC (UFABC, São Bernardo doCampo, SP). A pesquisa que temos desenvolvido tem quatro vertentes principais: i) criticalidade no cerebro ii) dinâmica da atividade cortical iii) sincronização antecipada e iv) psiquiatria computacional. Nas três primeiras linhas de pesquisa, utilizamos modelos computacionais, análise de dados experimentais e realização de experimentos com registros extracelulares no cérebro de ratos atraves de matrizes de eletrodos no laboratório de eletrofisiologia do DF-UFPE, integrando portanto teoria e experimentos. Na quarta linha de pesquisa, trazemos técnicas de Física Estatística (notadamente redes complexas) para a analise de discursos de pacientes psicóticos, mostrando que é possvel auxiliar o diagnóstico psiquiátrico com o desenvolvimento de índices objetivosque quanticam disturbios na fala. O projeto visa reforcar a infra-estrutura necessária para este tipo de pesquisa, incluindo recursos para aumentar o armazenamento de dados dos laboratórios teórico-computacionais e de eletrofisiologia, além de despesas usuais deconsumo (insumos para laboratório) e serviços de terceiros (taxas de importação e publicação em revistas de acesso livre), entre outros. Além disso o projeto prevê o intercâmbio de pesquisadores dos dois estados. (AU)

Publicações científicas

(11)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

LIMA, VINICIUS; PENA, RODRIGO F. O.; SHIMOURA, RENAN O.; KAMIJI, NILTON L.; CEBALLOS, CESAR C.; BORGES, FERNANDO S.; HIGA, GUILHERME S. V.; DE PASQUALE, ROBERTO; ROQUE, ANTONIO C.. Modeling and characterizing stochastic neurons based on in vitro voltage-dependent spike probability functions. European Physical Journal-Special Topics, JUN 2021. (17/07688-9, 19/14962-5, 15/50122-0, 18/20277-0, 17/18977-1, 11/50151-0, 16/03855-5, 13/25667-8, 13/07699-0)

KINOUCHI, OSAME; PAZZINI, RENATA; COPELLI, MAURO. Mechanisms of Self-Organized Quasicriticality in Neuronal Network Models. FRONTIERS IN PHYSICS, v. 8, DEC 23 2020. (19/12746-3, 13/07699-0, 18/20277-0)

GRIFFITHS, VICTORIA A.; VALERA, ANTOINE M.; LAU, JOANNA Y. N.; ROS, HANA; YOUNTS, THOMAS J.; MARIN, BORIS; BARAGLI, CHIARA; COYLE, DICCON; EVANS, GEOFFREY J.; KONSTANTINOU, GEORGE; et al. Real-time 3D movement correction for two-photon imaging in behaving animals. NATURE METHODS, v. 17, n. 7, JUN 2020. (18/20277-0)

PENA, RODRIGO F. O.; LIMA, VINICIUS; O. SHIMOURA, RENAN; PAULO NOVATO, JOAO; ROQUE, ANTONIO C.. Optimal Interplay between Synaptic Strengths and Network Structure Enhances Activity Fluctuations and Information Propagation in Hierarchical Modular Networks. BRAIN SCIENCES, v. 10, n. 4, APR 2020. (13/07699-0, 15/50122-0, 17/07688-9, 18/20277-0, 17/05874-0, 13/25667-8)

SHIMOURA, RENAN OLIVEIRA; PENA, RODRIGO F. O.; LIMA, VINICIUS; KAMIJI, NILTON L.; GIRARDI-SCHAPPO, MAURICIO; ROQUE, ANTONIO C.. Building a model of the brain: from detailed connectivity maps to network organization. European Physical Journal-Special Topics, v. 230, n. 14-15, p. 2887-2909, OCT 2021. (13/25667-8, 17/07688-9, 18/09150-9, 18/20277-0, 16/03855-5, 13/07699-0, 15/50122-0)

TUNES, GABRIELA C.; DE OLIVEIRA, ELIEZYER FERMINO; VIEIRA, ESTEVAO U. P.; CAETANO, MARCELO S.; CRAVO, ANDRE M.; BUSSOTTI REYES, MARCELO. Time encoding migrates from prefrontal cortex to dorsal striatum during learning of a self-timed response duration task. eLIFE, v. 11, p. 19-pg., 2022-09-28. (16/05473-2, 14/50909-8, 18/20277-0, 17/03729-2, 17/25161-8)

AGUIAR, LEANDRO A. A.; DE VASCONCELOS, NIVALDO A. P.; TUNES, GABRIELA CHIUFFA; FONTENELE, ANTONIO J.; NOGUEIRA, ROMILDO DE ALBUQUERQUE; REYES, MARCELO BUSSOTTI; CARELLI, PEDRO, V. Low-cost open hardware system for behavioural experiments simultaneously with electrophysiological recordings. HARDWAREX, v. 8, p. 11-pg., 2020-10-01. (18/20277-0, 16/18914-7)

SHIMOURA, RENAN OLIVEIRA; PENA, RODRIGO F. O.; LIMA, VINICIUS; KAMIJI, NILTON L.; GIRARDI-SCHAPPO, MAURICIO; ROQUE, ANTONIO C.. Building a model of the brain: from detailed connectivity maps to network organization. European Physical Journal-Special Topics, JUN 2021. (17/07688-9, 18/09150-9, 15/50122-0, 18/20277-0, 16/03855-5, 13/25667-8, 13/07699-0)

ROMARO, CECILIA; NAJMAN, FERNANDO ARAUJO; LYTTON, WILLIAM W.; ROQUE, ANTONIO C.; DURA-BERNAL, SALVADOR. LNetPyNE Implementation and Scaling of the Potjans-Diesmann Cortical Microcircuit Model. NEURAL COMPUTATION, v. 33, n. 7, p. 1993-2032, JUL 2021. (15/50122-0, 18/20277-0, 13/07699-0)

LIMA, VINICIUS; PENA, RODRIGO F. O.; SHIMOURA, RENAN O.; KAMIJI, NILTON L.; CEBALLOS, CESAR C.; BORGES, FERNANDO S.; HIGA, GUILHERME S. V.; DE PASQUALE, ROBERTO; ROQUE, ANTONIO C.. Modeling and characterizing stochastic neurons based on in vitro voltage-dependent spike probability functions. European Physical Journal-Special Topics, v. 230, n. 14-15, p. 2963-2972, OCT 2021. (17/18977-1, 11/50151-0, 13/25667-8, 17/07688-9, 18/20277-0, 16/03855-5, 19/14962-5, 13/07699-0, 15/50122-0)

GIRARDI-SCHAPPO, MAURICIO; GALERA, EMILIO F.; CARVALHO, TAWAN T. A.; BROCHINI, LUDMILA; KAMIJI, NILTON L.; ROQUE, ANTONIO C.; KINOUCHI, OSAME. A unified theory of E/I synaptic balance, quasicritical neuronal avalanches and asynchronous irregular spiking. JOURNAL OF PHYSICS-COMPLEXITY, v. 2, n. 4, DEC 2021. (19/12746-3, 18/09150-9, 18/20277-0, 16/24676-1, 13/07699-0, 15/50122-0, 16/03855-5)