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Estudo computacional das interações hipocampo-córtico-talâmicas: simulando padrões de plasticidade sináptica e atividade oscilatória

Processo: 17/07688-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2017
Vigência (Término): 31 de maio de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Antonio Carlos Roque da Silva Filho
Beneficiário:Renan Oliveira Shimoura
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07699-0 - Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática - NeuroMat, AP.CEPID
Bolsa(s) vinculada(s):18/08556-1 - Estudo computacional das interações hipocampo-córtico-talâmicas: simulando atividade oscilatória, BE.EP.DR
Assunto(s):Redes complexas   Córtex cerebral

Resumo

O sistema triangular envolvendo hipocampo, córtex pré-frontal (CPF) e tálamo límbico está relacionado, em seu funcionamento saudável, com a memória de trabalho e a alternância entre estados de consciência. Disfunções nesse circuito podem culminar em doenças psiquiátricas, déficits cognitivos, e amplificação de crises epilépticas. Construir um modelo computacional desse circuito é o objetivo do projeto. Pretende-se, mais especificamente, submeter o modelo a diferentes protocolos de estimulação hipocampal indutores de plasticidade sináptica, e analisar a atividade global das sub-redes corticais. Poderemos, assim, explorar de que maneira a plasticidade sináptica hipocampo-CPF se reflete em mudanças nas oscilações tálamo-corticais, sejam essas mudanças funcionais ou disfuncionais. O modelo conterá detalhes estruturais da microcircuitaria cortical, incluindo neurônios excitatórios e inibitórios arranjados em camadas, e distribuição laminar de neurônios e conexões sinápticas definida a partir da literatura experimental. Por sua vez, o tálamo será representado por uma rede genérica de neurônios excitatórios, e as entradas hipocampais serão representadas por trens de disparos com frequências biologicamente relevantes. Uma vez construído, o modelo computacional poderá ser submetido a danos estruturais e funcionais (e.g., lesões hipocampais, e hipofunção de interneurônios pré-frontais) que procurem reproduzir dados experimentais pré-clínicos. O diálogo computacional-experimental se dará em estreita colaboração com um grupo de pesquisa em neurofisiologia (Dr. Lézio Bueno Soares Júnior e Prof. Dr. João Pereira Leite, FMRP-USP), cujos recentes achados eletrofisiológicos são passíveis de exploração in silico. Esperamos, com tal colaboração, enriquecer a discussão de dados neurobiológicos e subsidiar a concepção de futuros experimentos in vivo, em conformidade com tendências internacionais em neurociências. (AU)

Publicações científicas
(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)
VINÍCIUS LIMA CORDEIRO; RODRIGO FELIPE DE OLIVEIRA PENA; CESAR AUGUSTO CELIS CEBALLOS; RENAN OLIVEIRA SHIMOURA; ANTONIO CARLOS ROQUE. Aplicações da teoria da informação à neurociência. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 41, n. 2, p. -, 2019.

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