Estudo computacional das interações hipocampo-córtico-talâmicas: simulando atividade oscilatória

• Processo: 18/08556-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 10 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 09 de setembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Biomédica - Bioengenharia
• Pesquisador responsável: Antonio Carlos Roque da Silva Filho
• Beneficiário: Renan Oliveira Shimoura
• Supervisor: Markus Diesmann
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Forschungszentrum Jülich, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 17/07688-9 - Estudo computacional das interações hipocampo-córtico-talâmicas: simulando padrões de plasticidade sináptica e atividade oscilatória, BP.DR
• Assunto(s): Redes complexas Córtex cerebral Neurociência computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: córtex cerebral | modelagem de neurônios | Modelagem do Cérebro | neurociência computacional | Redes Complexas | Neurociência Computacional

Resumo

O sistema triangular envolvendo o hipocampo, o córtex pré-frontal (CPF), e tálamo límbico está relacionado, em seu funcionamento saudável, com memória de trabalho e alternância entre estados de consciência. Disfunções neste circuito pode ocasionar em distúrbios psiquiátricos, déficits cognitivos, e amplificação de crises epilépticas. Simulações computacionais e análises matemáticas podem contribuir no aprimoramento do nosso conhecimento sobre os aspectos dinâmicos desse circuito. O objetivo deste projeto é adquirir habilidades no desenvolvimento de simulações de redes de grande porte e ganhar entendimento matemático sobre os fenômenos oscilatórios que podem emergir da atividade da rede. Especificamente, o objetivo é construir um modelo cortical de grande porte com múltiplas camadas contendo populações neuronais heterogêneas conectado com uma rede talâmica. A rede cortical será baseada em um modelo já em desenvolvimento pelo grupo alemão, a qual será adaptada para representar a região do cérebro de interesse e receberá entradas similares a projeções eferentes do hipocampo. O candidato ganhará conhecimento em métodos computacionais usados para rodar simulações de redes de grande porte capazes de serem paralelizadas em clusters de computadores e aprenderá abordagens matemáticas para analisar dinâmicas da rede, que serão de grande valor para a continuação de seu projeto de doutorado após seu retorno e para sua carreira futura.