Busca avançada
Ano de início
Entree
(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Physics of psychophysics: Large dynamic range in critical square lattices of spiking neurons

Texto completo
Autor(es):
Galera, Emilio F. [1] ; Kinouchi, Osame [1]
Número total de Autores: 2
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Sao Paulo, FFCLRP, Dept Fis, BR-14040901 Ribeirao Preto, SP - Brazil
Número total de Afiliações: 1
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: PHYSICAL REVIEW RESEARCH; v. 2, n. 3 JUL 13 2020.
Citações Web of Science: 0
Resumo

Psychophysics tries to relate physical input magnitudes to psychological or neural correlates. Microscopic models to account for macroscopic psychophysical laws, in the sense of statistical physics, are an almost unexplored area. Here we examine a sensory epithelium composed of two connected square lattices of stochastic integrate-and-fire cells. With one square lattice, we obtain a Stevens's law rho alpha h(m) with Stevens's exponent m = 0.254 and a sigmoidal saturation, where rho is the neuronal network activity and h is the input intensity (external field). We relate Stevens's power-law exponent with the field critical exponent as m = 1/delta(h) = beta/sigma. We also show that this system pertains to the directed percolation (DP) universality class (or, perhaps, the compact-DP class). With two stacked layers of square lattices and a fraction of connectivity between the first and second layer, we obtain at the output layer rho(2) alpha h(m2), with m(2) = 0.08 approximate to m(2), which corresponds to a huge dynamic range. This enhancement of the dynamic range only occurs when the layers are close to their critical point. (AU)

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: 19/12746-3 - Transições de fase em neurociências
Beneficiário:Osame Kinouchi Filho
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa