Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2008
Autor(a) principal: Carelli, Pedro Valadão
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:
Modelo estocástico
Neural networks
Redes Neurais
Stochastic model
Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04092008-154828/
Resumo: Desenvolvemos um modelo estocástico da atividade elétrica de um neurônio motor do gânglio estomatogástrico de crustáceos, a partir de um modelo determinístico eletrofisiologicamente plausível. Com isso recuperamos características da dinâmica neural sempre observadas em neurônios isolados, tais como irregularidades nos padrões de disparos que não são reproduzidas pelo modelo determinístico original. Implementamos otimizações e simplificações no método numérico de simulação estocástica que permitiram rodar a simulação em tempo real para interagir modelos computacionais com neurônios biológicos, implementando sinapses artificiais entre eles. Por fim utilizamos o modelo e os métodos de simulação desenvolvidos para substituir neurônios do gânglio estomatogástrico e construir sistemas híbridos, que foram usados para verificar como ocorre a transmissão de informação entre neurônios biológicos e artificiais, quando a dinâmicas destes é estocástica ou determinística.
id USP_de6f6e247c8ef1d52184363facae9032
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-04092008-154828
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicosStochastic neural modelling and interfacing neurons and models in real-timeModelo estocásticoNeural networksRedes NeuraisStochastic modelDesenvolvemos um modelo estocástico da atividade elétrica de um neurônio motor do gânglio estomatogástrico de crustáceos, a partir de um modelo determinístico eletrofisiologicamente plausível. Com isso recuperamos características da dinâmica neural sempre observadas em neurônios isolados, tais como irregularidades nos padrões de disparos que não são reproduzidas pelo modelo determinístico original. Implementamos otimizações e simplificações no método numérico de simulação estocástica que permitiram rodar a simulação em tempo real para interagir modelos computacionais com neurônios biológicos, implementando sinapses artificiais entre eles. Por fim utilizamos o modelo e os métodos de simulação desenvolvidos para substituir neurônios do gânglio estomatogástrico e construir sistemas híbridos, que foram usados para verificar como ocorre a transmissão de informação entre neurônios biológicos e artificiais, quando a dinâmicas destes é estocástica ou determinística.We developed a mathematical model of the electrical activity of a motor neuron from the stomatogastric ganglion of crustaceans. It was inspired on a previous existing deterministic model which is considered as electrophysiologically plausible in the recent literature. However, this deterministic model were not able to reproduce the irregular bursting behavior found in those biological neurons when isolated from the neural circuit. Our model, based on the microscopic stochastic behavior of the membrane ion channels, successfully reproduced the intrinsic irregular properties that were missing in the original deterministic model. To allow the real time performing of the stochastic model simulations we have to deal with some simplifications and to implement several optimizations that are also describe in detail. The real time version of our stochastic model was implemented in a dynamic clamp protocol to interface the computational model to real neurons. Finally, we applied the implemented versions of real time simulation and interfacing protocols to replace some biological bursting neurons of the stomatogastric ganglion. These hibrid neural networks were used to study how the information (diferent patterns of interspike intervals) is transmitted between biological and two types of artificial neurons: deterministic and stochastic.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPPinto, Reynaldo DanielCarelli, Pedro Valadão2008-05-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04092008-154828/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2016-07-28T16:09:56Zoai:teses.usp.br:tde-04092008-154828Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212016-07-28T16:09:56Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
Stochastic neural modelling and interfacing neurons and models in real-time
title Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
spellingShingle Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
Carelli, Pedro Valadão
Modelo estocástico
Neural networks
Redes Neurais
Stochastic model
title_short Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
title_full Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
title_fullStr Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
title_full_unstemmed Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
title_sort Modelagem estocástica de neurônios e sua interação em tempo real com neurônios biológicos
author Carelli, Pedro Valadão
author_facet Carelli, Pedro Valadão
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Pinto, Reynaldo Daniel
dc.contributor.author.fl_str_mv Carelli, Pedro Valadão
dc.subject.por.fl_str_mv Modelo estocástico
Neural networks
Redes Neurais
Stochastic model
topic Modelo estocástico
Neural networks
Redes Neurais
Stochastic model
description Desenvolvemos um modelo estocástico da atividade elétrica de um neurônio motor do gânglio estomatogástrico de crustáceos, a partir de um modelo determinístico eletrofisiologicamente plausível. Com isso recuperamos características da dinâmica neural sempre observadas em neurônios isolados, tais como irregularidades nos padrões de disparos que não são reproduzidas pelo modelo determinístico original. Implementamos otimizações e simplificações no método numérico de simulação estocástica que permitiram rodar a simulação em tempo real para interagir modelos computacionais com neurônios biológicos, implementando sinapses artificiais entre eles. Por fim utilizamos o modelo e os métodos de simulação desenvolvidos para substituir neurônios do gânglio estomatogástrico e construir sistemas híbridos, que foram usados para verificar como ocorre a transmissão de informação entre neurônios biológicos e artificiais, quando a dinâmicas destes é estocástica ou determinística.
publishDate 2008
dc.date.none.fl_str_mv 2008-05-29
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04092008-154828/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-04092008-154828/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815257860687265792

Registros relacionados