Alterations in brain connectivity due to plasticity and synaptic delay

Autor(es)

Lameu, E. L. ^[1] ; Macau, E. E. N. ^{[1, 2]} ; Borges, F. S. ^[3] ; Iarosz, K. C. ^[3] ; Caldas, I. L. ^[3] ; Borges, R. R. ^[4] ; Protachevicz, P. R. ^[5] ; Viana, R. L. ^[6] ; Batista, A. M. ^{[7, 3, 5]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Natl Inst Space Res, Sao Jose Dos Campos, SP - Brazil

^[2] Univ Fed Sao Paulo, Sao Jose Dos Campos - Brazil

^[3] Univ Sao Paulo, Inst Phys, Sao Jose Dos Campos - Brazil

^[4] Fed Technol Univ Parana, Dept Math, Ponta Grossa, PR - Brazil

^[5] Univ Estadual Ponta Grossa, Sci Postgrad, Ponta Grossa, PR - USA

^[6] Univ Fed Parana, Dept Phys, Curitiba, PR - Brazil

^[7] Univ Estadual Ponta Grossa, Dept Math & Stat, Ponta Grossa, PR - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: European Physical Journal-Special Topics; v. 227, n. 5-6, p. 673-682, SEP 2018.
• Citações Web of Science: 1

Resumo

Brain plasticity refers to brain's ability to change neuronal connections, as a result of environmental stimuli, new experiences, or damage. In this work, we study the effects of the synaptic delay on both the coupling strengths and synchronization in a neuronal network with synaptic plasticity. We build a network of Hodgkin-Huxley neurons, where the plasticity is given by the Hebbian rules. We verify that without time delay the synapses become regulated by both the nature (excitatory or inhibitory) and the frequency of the presynaptic and postsynaptic neuron. A presynaptic excitatory (inhibitory) neuron with higher (lower) frequency enhances the synaptic strength if the postsynaptic excitatory (inhibitory) neuron has lower (higher) frequency. When the delay is increased the network presents a non-trivial topology. Regarding the synchronization, only for small values of the synaptic delay this phenomenon is observed. (AU)

• Processo FAPESP: 17/18977-1 - Análise da Contribuição das Sinapses Elétricas na Sicronização Neuronal
• Beneficiário: Fernando da Silva Borges
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/20920-8 - Plasticidade em redes neuronais
• Beneficiário: Kelly Cristiane Iarosz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/23398-8 - Plasticidade sináptica em redes neuronais com atraso
• Beneficiário: Ewandson Luiz Lameu
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/07311-7 - Comportamento dinâmico de redes neurais
• Beneficiário: Kelly Cristiane Iarosz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/13502-5 - Sincronização em redes com atraso e plasticidade sináptica
• Beneficiário: Ewandson Luiz Lameu
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/50122-0 - Fenômenos dinâmicos em redes complexas: fundamentos e aplicações
• Beneficiário: Elbert Einstein Nehrer Macau
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 11/19296-1 - Dinâmica não linear
• Beneficiário: Iberê Luiz Caldas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático