Sincronização e auto-organização crítica por correlação de pares em redes de neurônios baseados em mapa

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Gomes, Sue Lam Rhâmidda Pereira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Criticalidade
Criticality
Homeostase
Homeostasis
KTH model
Modelo KTH
Self-organized systems
Sincronização
Sistemas auto-organizados
Synchronization
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-10072025-111104/
Resumo: Esta tese explora o modelo KTH, destacando sua capacidade de capturar dinâmicas críticas em redes neurais por meio da interação entre sincronização parcial e auto-organização homeostática. O modelo opera eficientemente próximo a uma transição de sincronização, otimizando o processamento de informações e prevenindo os riscos da sincronização total, frequentemente associada a distúrbios neurológicos, como a epilepsia. Uma contribuição central é a introdução de uma dinâmica sináptica homeostática que promove uma auto-organização robusta em direção à criticalidade, alinhada com a hipótese da criticalidade cerebral. A utilização de mapas para representar os neurônios mostrou-se eficiente, combinando riqueza dinâmica com viabilidade computacional, superando modelos tradicionais. Embora o estudo tenha focado em uma topologia densa e simplificada, investigações futuras podem incorporar conectividade esparsa, sinapses químicas e populações heterogêneas de neurônios. Além disso, o papel do ruído sináptico e a calibração de parâmetros homeostáticos permanecem como desafios abertos. Os resultados oferecem um arcabouço teórico para compreender condições patológicas, como a epilepsia, causa das por desequilíbrios sinápticos. O modelo também sugere comparações com sistemas como bifurcações de Neimark-Sacker e arritmias cardíacas caóticas, apontando princípios compartilhados que aprofundam o entendimento da criticalidade em sistemas biológicos complexos.
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