Analysing bursting synchronization in neural network models with external pulsed perturbations

• Autor(a) principal: Sayari, Elaheh
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG
• Texto Completo: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/4123
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Rede Neural; Sincronização; Dessincronização; Correntes Pulsadas Externas; Plasticidade; Neural Network; Bursting Synchronization; Desynchronization; External Pulsed Currents; Plasticity

O cérebro é uma estrutura complexa que está localizado no centro do sistema nervoso. No nível celular, o sistema nervoso possui neurônios que enviam sinais de forma rápida e precisa para outras células. As características dinâmicas dos neurônios, sincronização e dessincroni- zação intermitentes, em uma rede neural, podem não apenas estar associadas à memória e à consciência, mas também estar relacionadas a comportamentos neurais prejudiciais. Para regu- lar atividades neurais anormais, por exemplo, em pacientes com distúrbios neurológicos, como epilepsia, Alzheimer e Parkinson, correntes pulsadas externas, como estimulação cerebral pro- funda, podem influenciar o comportamento síncrono de disparos em uma rede neural. Ao longo desta tese, os principais objetivos são demonstrar o surgimento de sincronização e dessincro- nização dos disparos em duas redes neurais diferentes. Também mostrar o efeito de correntes externas periódicas e pulsadas aleatórias em atividades neurais relacionadas ao comportamento síncrono patológico nessas redes neurais. Primeiramente, um modelo de rede neural contendo os neurônios de Rulkov conectados por meio de uma estrutura aleatória, modelo Erdös-Rényi, é construído. Nesta rede estudamos a influência da plasticidade dependente do tempo nos disparos neuronais, bem como os efeitos de correntes pulsadas externas, pulsos periódicos e aleatórios na sincronização. Na sequência, analisamos uma rede neural composta de sub-redes acopladas com propriedades de mundo pequeno de acordo com o córtex cerebral humano, sistema límbico e tronco cerebral. Em geral, os resultados desta tese mostram que a plasticidade dependente do tempo e a interação sináptica entre neurônios pré-sinápticos e pós-sinápticos contribuem para a formação e destruição de sincronização neural, bem como que as correntes pulsadas externas podem ser eficazes para suprimir a sincronização em redes neurais.