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

Processo: 02/00729-6
Linha de fomento: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

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)