Sincronização em redes com atraso e plasticidade sináptica

• Processo: 17/13502-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2017
• Vigência (Término): 31 de outubro de 2018
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Eletrônica Industrial, Sistemas e Controles Eletrônicos
• Pesquisador responsável: Elbert Einstein Nehrer Macau
• Beneficiário: Ewandson Luiz Lameu
• Supervisor: Jurgen Kurths
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Local de pesquisa: Humboldt University, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 16/23398-8 - Plasticidade sináptica em redes neuronais com atraso, BP.PD
• Assunto(s): Sistemas dinâmicos Sincronização Redes complexas Caos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atraso | Caos | Plasticidade | Redes Complexas | sincronização | Sistemas Dinâmicos

Resumo

Neste projeto, propomos implementar e desenvolver uma metodologia, construída inicialmente no âmbito do projeto 2016/23398-8, para estudar a sincronização de disparos em uma rede com plasticidade sináptica e atraso de propagação. A dinâmica dos neurônios pode ser associada à de osciladores com relaxamento, de modo que várias propriedades observadas em redes neurais podem ser aplicadas em outras áreas, tais como estudos climáticos e problemas de engenharia, como circuitos acoplados. A sincronização neural está relacionada a vários distúrbios neurológicos, como doença de Parkinson e epilepsia, por isso é importante avaliar os processos pelos quais ocorrem e formas de suprimir esse comportamento. A dinâmica neuronal será descrita pelo modelo de Hodgkin-Huxley considerando sinapses químicas excitatórias e inibitórias com atraso. Consideraremos o modelo de plasticidade conhecido como "plasticidade dependente do tempo de disparo", que são mudanças nas interações sinápticas de acordo com os tempos de disparos entre os neurônios. Para atingir esse objetivo, contamos com a experiência dos pesquisadores da instituição a ser visitada, que é nossa parceira no projeto temático 2015/50122-0.

Publicações científicas

(9)

(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)

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)

LAMEU, E. L.; YANCHUK, S.; MACAU, E. E. N.; BORGES, F. S.; IAROSZ, K. C.; CALDAS, I. L.; PROTACHEVICZ, P. R.; BORGES, R. R.; VIANA, R. L.; SZEZECH, JR., J. D.; et al. Recurrence quantification analysis for the identification of burst phase synchronisation. Chaos, v. 28, n. 8, AUG 2018. (17/18977-1, 17/20920-8, 16/23398-8, 15/07311-7, 17/13502-5, 15/50122-0, 11/19296-1)

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)

BORGES, F. S.; PROTACHEVICZ, P. R.; PENA, R. F. O.; LAMEU, E. L.; HIGA, V, G. S.; KIHARA, J. A. H.; MATIAS, F. S.; ANTONOPOULOS, C. G.; DE PASQUALE, R.; ROQUE, A. C.; et al. Self-sustained activity of low firing rate in balanced networks. PHYSICA A-STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS, v. 537, JAN 1 2020. (16/23398-8, 13/07699-0, 15/50122-0, 17/18977-1, 15/07311-7, 11/19296-1, 17/13502-5, 17/20920-8, 17/26439-0, 13/25667-8)

ROEHR, VERA; BERNER, RICO; LAMEU, EWANDSON L.; POPOVYCH, V, OLEKSANDR; YANCHUK, SERHIY. Frequency cluster formation and slow oscillations in neural populations with plasticity. PLoS One, v. 14, n. 11, NOV 14 2019. (16/23398-8, 17/13502-5)

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)

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)