Anticipated Synchronization In Neuronal Circuits

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: MATIAS, Fernanda Selingardi
Orientador(a): SILVA, Mauro Copelli Lopes da
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/12730
Resumo: Sincronização antecipada (AS, do inglês "anticipated synchronization") é uma forma de sincronização que ocorre quando uma influência unidirecional é enviada de um transmissor para um receptor, mas o receptor lidera o transmissor no tempo. Esta sincronização contra-intuitiva pode ser uma solução estável entre dois sistemas dinâmicos acoplados em uma configuração mestre-escravo quando o escravo recebe uma retroalimentação atrasada e negativa. Diversos exemplos de AS foram encontrados em diferentes sistemas, no entanto, faltam evidências experimentais de AS no cérebro. Nessa tese, nós investigamos a existência de AS em uma rede neuronal do tipo mestre-escravo quando a retroalimentação atrasada e negativa é substituída por um circuito inibitório dinâmico mediado por sinapses químicas. No nível neuronal, mostramos a existência de AS em um microcircuito de 3 neurônios e em um de 3 populações neuronais nos quais a retroalimentação é proporcionada ou por um interneurônio ou por uma subpopulação de neurônios inibitórios. Uma transição suave de sincronização atrasada (DS, do inglês "delayed synchronization") para AS ocorre quando a condutância sináptica inibitória é aumentada. Mostramos que o fenômeno é robusto quando variamos os parâmetros dos modelos dentro de um intervalo fisiológico aceitável. Os efeitos da plasticidade sináptica dependente do tempo nas transições DS-AS também foram investigados. Os resultados obtidos a partir dos nossos modelos são comparáveis a dados obtidos experimentalmente enquanto macacos realizam certas atividades cognitivas. Em alguns casos, uma influência unidirecional dominante de uma região cortical para outra pode vir acompanhada de um tempo de atraso tanto positivo como negativo. Apresentamos um modelo para AS entre duas regiões cerebrais e comparamos estes resultados com os dados experimentais, obtendo excelente concordância.