Comportamento complexo em centros geradores de padrões / Complex behavior in central pattern generators

AUTOR(ES)

Marcelo Bussotti Reyes

DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Realizamos simulações computacionais de modelos da atividade elétrica de centros geradores de padrões para investigar o fato experimental de organismos vivos utilizarem neurônios caóticos para produzir padrões periódicos. Centros geradores de padrões biológicos produzem atividades motoras periódicas que devem ser robustas a pequenas flutuações das propriedades dos neurônios e sinapses, mas também flexíveis para permitir a neuromodulação do ritmo. Utilizamos principalmente dois modelos de atividade neural, um modelo fenomenológico do tipo Hindmarsh-Rose e um modelo baseado em condutâncias do tipo Hodgking-Huxley. Realizamos também experimentos com redes híbridas, conectando dois tipos de neurônios do gânglio estomatogástrico de crustáceos aos neurônios modelo, que confirmaram os resultados obtidos nas simulações. Observamos o comportamento das redes principalmente em função de dois parâmetros: um que controla a atividade intrínseca dos neurônios e outro que representa a condutância máxima das sinapses químicas usadas para formar a rede. As redes apresentam atividade robusta e flexível quando os neurônios que as compõem apresentam comportamento intrínseco entre rajadas e tônico. Esta é a região onde os neurônios modelo apresentam comportamento caótico, o que é uma evidência do motivo de se observar este tipo de comportamento em neurônios isolados do gânglio estomatogástrico dos crustáceos. Mostramos que o modelo tipo Hodgkin-Huxley, apesar de mais realista do ponto de vista eletrofisiológico, não apresenta um comportamento coletivo satisfatório em termos de flexibilidade e robustez. Os experimentos com redes híbridas evidenciaram como deveria ser modificado o modelo para que o comportamento coletivo fosse restaurado. Investigamos também outros aspectos da atividade neural: a obtenção de padrões oscilatórios com neurônios que não apresentam comportamento intrinsecamente oscilatório e a influência de perturbações causada por ruídos na atividade neural.

ASSUNTO(S)

central pattern generators redes neurais híbridas gânglio estomatogástrico hodgking-huxley model dynamic clamp hybrid neural networks neurônio artificial. eletrofisiologia in vitro neurônio marca-passo redes neurais inibitórias hindmarsh-rose hindmarsh-rose modelo de hodgkin-huxley inibição recíproca fixação dinânica de voltagem artificial synapse dynamic-clamp

Documentos Relacionados

• Webs pattern evolution and comparative analysis on grooming behavior in Mygalomorphae
• Interaction between central pattern generators for breathing and swallowing in the cat.
• Sobre a determinação de parametros de geradores sincronos para estudos de comportamento dinamico de sistemas eletricos
• REDUCTION OF THE EMISSIONS IN GAS DIESEL GENERATORS
• Atenuação de Harmônicos nos Geradores Síncronos Provenientes das Cargas Não Lineares Utilizando Geradores de Indução