Processamento de informação em neurônios modelo eletrônicos: a importância do caos

• Processo: 02/00729-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de abril de 2002
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2002
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Reynaldo Daniel Pinto
• Beneficiário: Fabio Stucchi Vannucchi
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Teoria da informação Sistemas dinâmicos Sistemas não lineares Caos (sistemas dinâmicos) Modelos matemáticos Rede nervosa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caos | Informacoes Mutua Media | Neuronios Eletronicos | Redes Neurais | Sistemas Dinamicos | Teoria Da Informacao

Resumo

Este projeto de iniciação científica tem como objetivo propiciar ao estudante uma introdução às técnicas de aquisição e análise de dados da Teoria de Sistemas Dinâmicos Não-Lineares e Caos e à Teoria da Informação aplicadas em áreas multidisciplinares como a Neurociência. Será estudada a importância da presença de caos no comportamento dinâmico de neurônios modelos eletrônicos (ENs) para o processamento/transmissão de informação. Para isso o estudante irá aprender alguns princípios básicos do funcionamento eletrofisiológico dos neurônios, da modelagem matemática do comportamento elétrico dessas células nervosas e da implementação destes modelos utilizando circuitos eletrônicos analógicos. O estudante irá desenvolver um programa de computador capaz de criar uma seqüência aleatória de intervalos entre potenciais de ação (ISI) de acordo com uma distribuição pré-definida. Esta seqüência será utilizada para excitar (ou inibir) um EN durante sua hiperpolarização. Será estudado o comportamento da Informação Mútua Média (AMI) entre o estímulo artificial e a resposta do EN em função da quantidade de caos intrínseco do EN (valor do maior expoente de Lyapunov). Para isso o estudante irá adaptar programas de cálculo da AMI e estudar o comportamento do EN para diferentes valores do expoente de Lyapunov e diferentes distribuições aleatórias de ISI do sinal aplicado. (AU)