Desenvolvimento de um modelo estocástico in silico da atividade elétrica de neurônios motores e sua interação em tempo real com neurônios biológicos

• Processo: 03/04869-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2003
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2008
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Reynaldo Daniel Pinto
• Beneficiário: Pedro Valadão Carelli
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Sistemas dinâmicos Modelos matemáticos Redes neurais (computação) Modelo de Hodgkin-Huxley
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caos | Dynamic Clamp | Modelo De Hodgkin-Huxley | Neuronios | Redes Neurais | Sistemas Dinamicos

Resumo

O objetivo deste projeto de pesquisa de doutoramento é o desenvolvimento de um modelo matemático estocástico das condutâncias iônicas que geram o comportamento elétrico de neurônios biológicos de centros geradores de padrões (CPGs) motores. O modelo será integrado numericamente em um computador pessoal utilizando algoritmos tipo Runge-Kutta implementados em linguagem C++. Iremos utilizar dados experimenteis e adaptar modelos determinísticos tradicionais do tipo Hodgkin-Huxley baseados em neurônios do gânglio estomatogástrico de crustáceos. Pretendemos obter um modelo estocástico capaz de apresentar tanto as sensibilidades às condições iniciais e o comportamento irregular caótico apresentado por neurônios biológicos quanto uma maior confiabilidade de resposta às sinais irregulares que às sinais regulares. Estas características apresentadas por neurônios biológicos são importantes para os centros geradores de padrões e para o processamento de informações em redes neurais, porém não são encontradas nos modelos determinísticos tradicionais do comportamento elétrico neural. Iremos adaptar um programa de "dynamic clamp" para conectar em tempo real o nosso neurônio modelo aos neurônios biológicos do CPG. Estudaremos como a sensibilidade às condições iniciais ou a estocasticidade do modelo influi no funcionamento do CPG quando uma de suas células é inativada e substituída pelo neurônio modelo. (AU)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

CARELLI, Pedro Valadão. Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos. 2008. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI) São Paulo.