Self-sustained activity of low firing rate in balanced networks

Autor(es):Mostrar menos -

Borges, F. S. ^[1] ; Protachevicz, P. R. ^[2] ; Pena, R. F. O. ^[3] ; Lameu, E. L. ^{[4, 5]} ; Higa, V, G. S. ; Kihara, J. A. H. ^[6] ; Matias, F. S. ^{[7, 8]} ; Antonopoulos, C. G. ^[9] ; de Pasquale, R. ^[10] ; Roque, A. C. ^[3] ; Iarosz, K. C. ^[11] ; Ji, P. ^{[12, 13]} ; Batista, A. M. ^{[14, 2]}

Afiliação do(s) autor(es):Mostrar menos -

^[1] Fed Univ ABC, Ctr Math Computat & Cognit, Sao Bernardo Do Campo, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Ponta Grossa, Grad Sci Program Phys, Ponta Grossa, PR - Brazil

^[3] Univ Sao Paulo, Dept Phys, Lab Neural Syst, Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[4] Humboldt Univ, Dept Phys, Berlin - Germany

^[5] Natl Inst Space Res, Sao Jose Dos Campos, SP - Brazil

^[6] Higa, G. S., V, Fed Univ ABC, Ctr Math Computat & Cognit, Sao Bernardo Do Campo, SP - Brazil

^[7] Univ Fed Alagoas, Inst Phys, Maceio, Alagoas - Brazil

^[8] Univ Paris Saclay, Univ Paris Sud, Cognit Neuroimaging Unit, CEA DRF I2BM, INSERM, F-91191 Gif Sur Yvette - France

^[9] Univ Essex, Dept Math Sci, Wivenhoe Pk, Colchester, Essex - England

^[10] Univ Sao Paulo, Dept Physiol & Biophys, ICB, Sao Paulo, SP - Brazil

^[11] Univ Sao Paulo, Inst Phys, Sao Paulo, SP - Brazil

^[12] Fudan Univ, Minist Educ, Key Lab Computat Neurosci & Brain Inspired Intell, Shanghai - Peoples R China

^[13] Fudan Univ, Inst Sci & Technol Brain Inspired Intelligence, Shanghai - Peoples R China

^[14] Univ Estadual Ponta Grossa, Dept Math & Stat, Ponta Grossa, PR - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: PHYSICA A-STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS; v. 537, JAN 1 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Self-sustained activity in the brain is observed in the absence of external stimuli and contributes to signal propagation, neural coding, and dynamic stability. It also plays an important role in cognitive processes. In this work, by means of studying intracellular recordings from CA1 neurons in rats and results from numerical simulations, we demonstrate that self-sustained activity presents high variability of patterns, such as low neural firing rates and activity in the form of small-bursts in distinct neurons. In our numerical simulations, we consider random networks composed of coupled, adaptive exponential integrate-and-fire neurons. The neural dynamics in the random networks simulates regular spiking (excitatory) and fast spiking (inhibitory) neurons. We show that both the connection probability and network size are fundamental properties that give rise to self-sustained activity in qualitative agreement with our experimental results. Finally, we provide a more detailed description of self-sustained activity in terms of lifetime distributions, synaptic conductances, and synaptic currents. (C) 2019 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

• 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: 13/07699-0 - Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática - NeuroMat
• Beneficiário: Oswaldo Baffa Filho
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• 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: 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: 15/07311-7 - Comportamento dinâmico de redes neurais
• Beneficiário: Kelly Cristiane Iarosz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 11/19296-1 - Dinâmica não linear
• Beneficiário: Iberê Luiz Caldas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• 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: 17/20920-8 - Plasticidade em redes neuronais
• Beneficiário: Kelly Cristiane Iarosz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 17/26439-0 - Uma abordagem interdisciplinar sobre o papel das junções comunicantes e miRNAs no desenvolvimento e degeneração do sistema nervoso
• Beneficiário: Alexandre Hiroaki Kihara
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 13/25667-8 - Mecanismos de propagação de atividade epileptiforme em um modelo cortical de grande porte
• Beneficiário: Rodrigo Felipe de Oliveira Pena
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto