Plasticidade sináptica em redes neuronais com atraso

• Processo: 16/23398-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de março de 2017
• Vigência (Término): 01 de março de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Elbert Einstein Nehrer Macau
• Beneficiário: Ewandson Luiz Lameu
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/50122-0 - Fenômenos dinâmicos em redes complexas: fundamentos e aplicações, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/13502-5 - Sincronização em redes com atraso e plasticidade sináptica, BE.EP.PD
• Assunto(s): Sistemas dinâmicos Sincronização Redes complexas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Controle em Sistemas Não-Lineares | Plasticidade | Redes Complexas | Redes neuronais | sincronização | Sistemas Dinâmicos

Resumo

Neste projeto, pretendemos investigar a sincronização de disparos neuronais em uma rede com plasticidade sináptica diante de atrasos de propagação associados as conexões. A sincronização está relacionada a diversas desordens neurológicas, como mal de Parkinson e epilepsia, portanto torna-se importante avaliar os processos pelos quais ocorre e as maneiras de suprimir este comportamento. A dinâmica neuronal será descrita pelo modelo de Hodgkin-Huxley, considerando sinapses químicas excitatórias e inibitórias com um tempo de atraso. Consideraremos o modelo plasticidade conhecidocomo "spike timing-dependent plasticity"(STDP) que são alterações nas interações sinápticas de acordo com os tempos de disparos entre os neurônios. Analisaremos as variações na conectividade da rede neuronal provocada porruídos, o surgimento de sincronização parcial ou global da rede e o efeito de simetrias topológicas entre as conexões neuronais. (AU)

Publicações científicas

(14)

(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)

BORGES, F. S.; LAMEU, E. L.; IAROSZ, K. C.; PROTACHEVICZ, P. R.; CALDAS, I. L.; VIANA, R. L.; MACAU, E. E. N.; BATISTA, A. M.; BAPTISTA, M. S.. Inference of topology and the nature of synapses, and the flow of information in neuronal networks. Physical Review E, v. 97, n. 2, FEB 7 2018. (16/23398-8, 16/16148-5, 15/07311-7, 15/50122-0, 11/19296-1)

BORGES, RAFAEL R.; BORGES, FERNANDO S.; LAMEU, EWANDSON L.; PROTACHEVICZ, PAULO R.; IAROSZ, KELLY C.; CALDAS, IBERE L.; VIANA, RICARDO L.; MACAU, ELBERT E. N.; BAPTISTA, MURILO S.; GREBOGI, CELSO; et al. Synaptic Plasticity and Spike Synchronisation in Neuronal Networks. Brazilian Journal of Physics, v. 47, n. 6, p. 678-688, DEC 2017. (16/23398-8, 16/16148-5, 15/07311-7, 15/50122-0, 11/19296-1)

PROTACHEVICZ, PAULO R.; BORGES, FERNANDO S.; IAROSZ, KELLY C.; BAPTISTA, MURILO S.; LAMEU, EWANDSON L.; HANSEN, MATHEUS; CALDAS, IBERE L.; SZEZECH, JOSE D., JR.; BATISTA, ANTONIO M.; KURTHS, JUERGEN. Influence of Delayed Conductance on Neuronal Synchronization. FRONTIERS IN PHYSIOLOGY, v. 11, p. 9-pg., 2020-09-03. (15/50122-0, 20/04624-2, 15/07311-7, 16/23398-8, 17/18977-1, 18/03211-6)

PROTACHEVICZ, PAULO R.; BORGES, FERNANDO S.; LAMEU, EWANDSON L.; JI, PENG; IAROSZ, KELLY C.; KIHARA, ALEXANDRE H.; CALDAS, LBERE L.; SZEZECH JR, JOSE D.; BAPTISTE, MURILO S.; MACAU, ELBERT E. N.; et al. Bistable Firing Pattern in a Neural Network Model. FRONTIERS IN COMPUTATIONAL NEUROSCIENCE, v. 13, APR 5 2019. (17/18977-1, 16/23398-8, 16/16148-5, 15/07311-7, 17/13502-5, 15/50122-0, 18/03211-6)

BORGES, F. S.; LAMEU, E. L.; IAROSZ, K. C.; PROTACHEVICZ, P. R.; CALDAS, I. L.; VIANA, R. L.; MACAU, E. E. N.; BATISTA, A. M.; BAPTISTA, M. S.. Inference of topology and the nature of synapses, and the flow of information in neuronal networks. PHYSICAL REVIEW E, v. 97, n. 2, p. 7-pg., 2018-02-07. (11/19296-1, 15/50122-0, 15/07311-7, 16/23398-8, 16/16148-5)

PROTACHEVICZ, P. R.; BORGES, F. S.; IAROSZ, K. C.; CALDAS, I. L.; BAPTISTA, M. S.; VIANA, R. L.; LAMEU, E. L.; MACAU, E. E. N.; BATISTA, A. M.. How synapses can enhance sensibility of a neural network. PHYSICA A-STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS, v. 492, p. 1045-1052, FEB 15 2018. (15/07311-7, 11/19296-1, 16/23398-8, 16/16148-5, 15/50122-0)

PROTACHEVICZ, P. R.; BORGES, R. R.; REIS, A. S.; BORGES, F. S.; IAROSZ, K. C.; CALDAS, I. L.; LAMEU, E. L.; MACAU, E. E. N.; VIANA, R. L.; SOKOLOV, I. M.; et al. Synchronous behaviour in network model based on human cortico-cortical connections. Physiological Measurement, v. 39, n. 7, JUL 2018. (15/50122-0, 16/23398-8, 11/19296-1, 17/20920-8, 15/07311-7, 17/13502-5, 17/18977-1)

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MUGNAINE, MICHELE; REIS, ADRIANE S.; BORGES, FERNANDO S.; BORGES, RAFAEL R.; FERRARI, FABIANO A. S.; IAROSZ, KELLY C.; CALDAS, IBERE L.; LAMEU, EWANDSON L.; VIANA, RICARDO L.; SZEZECH, JR., JOSE D.; et al. Delayed feedback control of phase synchronisation in a neuronal network model. European Physical Journal-Special Topics, v. 227, n. 10-11, p. 1151-1160, NOV 2018. (17/18977-1, 17/20920-8, 16/23398-8, 15/07311-7, 17/13502-5, 15/50122-0, 11/19296-1)

LAMEU, E. L.; MACAU, E. E. N.; BORGES, F. S.; IAROSZ, K. C.; CALDAS, I. L.; BORGES, R. R.; PROTACHEVICZ, P. R.; VIANA, R. L.; BATISTA, A. M.. Alterations in brain connectivity due to plasticity and synaptic delay. European Physical Journal-Special Topics, v. 227, n. 5-6, p. 673-682, SEP 2018. (17/18977-1, 17/20920-8, 16/23398-8, 15/07311-7, 17/13502-5, 15/50122-0, 11/19296-1)

PROTACHEVICZ, PAULO RICARDO; BORGES, FERNANDO DA SILVA; BATISTA, ANTONIO MARCOS; BAPTISTA, MURILO DA SILVA; CALDAS, IBERE LUIZ; MACAU, ELBERT EINSTEIN NEHRER; LAMEU, EWANDSON LUIZ. Plastic neural network with transmission delays promotes equivalence between function and structure. CHAOS SOLITONS & FRACTALS, v. 171, p. 9-pg., 2023-04-26. (20/04624-2, 22/05153-9, 16/23398-8, 22/13761-9, 18/03211-6, 17/13502-5)

LAMEU, EWANDSON L.; BORGES, FERNANDO S.; LAROSZ, KELLY C.; PROTACHEVICZ, PAULO R.; ANTONOPOULOS, CHRIS G.; MACAU, ELBERT E. N.; BATISTA, ANTONIO M.. Short-term and spike-timing-dependent plasticity facilitate the formation of modular neural networks. COMMUNICATIONS IN NONLINEAR SCIENCE AND NUMERICAL SIMULATION, v. 96, MAY 2021. (15/50122-0, 17/13502-5, 16/23398-8, 15/07311-7, 17/18977-1, 17/20920-8, 20/04624-2, 11/19296-1)