Ferramentas de neuroinformática para modelagem declarativa multiescala via geração automática de implementações, com aplicações a modelagem de grande escala da retina de vertebrados

• Processo: 17/04748-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Roque da Silva Filho
• Beneficiário: Bóris Marin
• 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
• Assunto(s): Biologia computacional Simulação por computador Rede nervosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: neurociência computacional | Neuroinformática | redes neurais biologicas | Simulação | Neuroinformática

Resumo

Novos métodos experimentais têm permitido mapear a estrutura e funcionamento cerebrais com resolução e precisão sem precedente, em múltiplas escalas: sináptica, celular, até a dinâmica de populações neuronais em animais em livre comportamento. Modelos computacionais cada vez mais detalhados têm sido empregados para investigar sistematicamente o papel de mecanismos de baixo nível - eg. eletrofisiologia - na emergência de fenômenos de alto nível, como o comportamento. A miríade de técnicas e tecnologias envolvidas nesta abordagem - vinculadas ao crescente volume de dados experimentais e técnicas de análise associadas - prejudica a compreensão, avaliação ou reutilização por terceiros de modelos desenvolvidos por determinado grupo. Propomos um conjunto de medidas que têm como tônica desenvolver, aprimorar e promover esforços para a padronização de modelos em biologia computacional. Através de descrições declarativas abertas e estandardizadas, independentes de detalhes de implementação (como métodos numéricos, simuladores ou bibliotecas de análise), operando no nível de abstração próximo àquele da neurofisiologia celular, pretendemos contribuir para a acessibilidade - e consequente verificabilidade, reprodutibilidade e reuso - de tais modelos. Por meio desta infraestrutura, abrem-se portas para simulação e análise de dados eficientes via geração automatizada de código, explorando novas arquiteturas como GPUs, FPGAs e hardware neuromórfico. (AU)

Publicações científicas

(5)

(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)

GLEESON, PADRAIG; CANTARELLI, MATTEO; MARIN, BORIS; QUINTANA, ADRIAN; EARNSHAW, MATT; SADEH, SADRA; PIASINI, EUGENIO; BIRGIOLAS, JUSTAS; CANNON, ROBERT C.; CAYCO-GAJIC, N. ALEX; et al. Open Source Brain: A Collaborative Resource for Visualizing, Analyzing, Simulating, and Developing Standardized Models of Neurons and Circuits. NEURON, v. 103, n. 3, p. 395+, AUG 7 2019. (17/04748-0)

BLUNDELL, INGA; BRETTE, ROMAIN; CLELAND, THOMAS A.; CLOSE, THOMAS G.; COCA, DANIEL; DAVISON, ANDREW P.; DIAZ-PIER, SANDRA; MUSOLES, CARLOS FERNANDEZ; GLEESON, PADRAIG; GOODMAN, DAN F. M.; et al. Code Generation in Computational Neuroscience: A Review of Tools and Techniques. FRONTIERS IN NEUROINFORMATICS, v. 12, NOV 5 2018. (17/04748-0)

DEPETRI, GABRIELA I.; PEREIRA, FELIPE A. C.; MARIN, BORIS; BAPTISTA, MURILO S.; SARTORELLI, J. C.. Dynamics of a parametrically excited simple pendulum. Chaos, v. 28, n. 3, MAR 2018. (11/19296-1, 14/07043-0, 17/04748-0)

CANTARELLI, MATTEO; MARIN, BORIS; QUINTANA, ADRIAN; EARNSHAW, MATT; COURT, ROBERT; GLEESON, PADRAIG; DURA-BERNAL, SALVADOR; SILVER, R. ANGUS; IDILI, GIOVANNI. Geppetto: a reusable modular open platform for exploring neuroscience data and models. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES, v. 373, n. 1758, p. 13-pg., 2018-10-19. (17/04748-0)

CANTARELLI, MATTEO; MARIN, BORIS; QUINTANA, ADRIAN; EARNSHAW, MATT; COURT, ROBERT; GLEESON, PADRAIG; DURA-BERNAL, SALVADOR; SILVER, R. ANGUS; IDILI, GIOVANNI. Geppetto: a reusable modular open platform for exploring neuroscience data and models. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY B-BIOLOGICAL SCIENCES, v. 373, n. 1758, SI, OCT 19 2018. (17/04748-0)