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Simulações computacionais de redes balanceadas com neurônios Integra-Dispara estocásticos

Processo: 16/00430-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2016
Vigência (Término): 18 de outubro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Jorge Stolfi
Beneficiário:Ariadne de Andrade Costa
Instituição Sede: Instituto de Computação (IC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07699-0 - Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão em Neuromatemática - NeuroMat, AP.CEPID
Bolsa(s) vinculada(s):16/20945-8 - Impacto da Topologia de Conexões na Dinâmica de Redes de Neurônios Integra-Dispara Estocásticos, BE.EP.PD
Assunto(s):Redes neurais (computação)
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Criticalidade auto-organizada | Neurônios integra-dispara estocásticos | Redes Balanceadas | Mecânica Estatística/Neurociência Computacional

Resumo

Nós propomos aqui o uso de simulações computacionais de modelos de redes de neurônios do tipo integra-dispara estocásticos discretos para investigar o suas propriedades dinâmicas, tais como a influência da topologia da rede e da plasticidade sináptica no seu diagrama de fase e a natureza de suas regiões críticas, com intuito de não apenas reproduzir comportamentos neuronais biológicos, mas também de inferir propriedades e comportamentos coletivos de redes de neurônios reais. Pretendemos nos focar em redes neuronais que sejam balanceadas em relação à razão de inputs excitatórios e inibitórios para cada neurônio. Esse balanceamento parece ser fundamental para aprendizagem eficiente e processamento de informação na rede. Assim, planejamos investigar o diagrama de transição de fases e compreender melhor os regimes heterogêneo e homogêneo que têm sido observado nessas redes. Também pretendemos investigar o papel da plasticidade sináptica na obtenção de criticalidade auto-organizada nas redes neuronais. (AU)

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Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GIRARDI-SCHAPPO, MAURICIO; BROCHINI, LUDMILA; COSTA, ARIADNE A.; CARVALHO, TAWAN T. A.; KINOUCHI, OSAME. Synaptic balance due to homeostatically self-organized quasicritical dynamics. PHYSICAL REVIEW RESEARCH, v. 2, n. 1, . (16/24676-1, 13/07699-0, 19/12746-3, 16/00430-3, 18/09150-9, 16/20945-8)
FERREIRA CAMPOS, JOAO GUILHERME; COSTA, ARIADNE DE ANDRADE; COPELLI, MAURO; KINOUCHI, OSAME. Correlations induced by depressing synapses in critically self-organized networks with quenched dynamics. Physical Review E, v. 95, n. 4, . (13/07699-0, 16/20945-8, 16/00430-3)
COSTA, ARIADNE A.; BROCHINI, LUDMILA; KINOUCHI, OSAME. Self-Organized Supercriticality and Oscillations in Networks of Stochastic Spiking Neurons. Entropy, v. 19, n. 8, . (16/24676-1, 13/07699-0, 16/20945-8, 16/00430-3)
COSTA, ARIADNE A.; AMON, MARY JEAN; SPORNS, OLAF; FAVELA, LUIS H.; CORNELIUS, S; CORONGES, K; GONCALVES, B; SINATRA, R; VESPIGNANI, A. Fractal Analyses of Networks of Integrate-and-Fire Stochastic Spiking Neurons. COMPLEX NETWORKS IX, v. N/A, p. 11-pg., . (13/07699-0, 16/00430-3, 16/20945-8)
COSTA, ARIADNE DE ANDRADE; TINOS, RENATO. Investigation of rat exploratory behavior via evolving artificial neural networks. JOURNAL OF NEUROSCIENCE METHODS, v. 270, p. 102-110, . (13/07699-0, 16/00430-3)
KINOUCHI, OSAME; BROCHINI, LUDMILA; COSTA, ARIADNE A.; FERREIRA CAMPOS, JOAO GUILHERME; COPELLI, MAURO. Stochastic oscillations and dragon king avalanches in self-organized quasi-critical systems. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, . (16/00430-3, 16/24676-1, 13/07699-0)
FERREIRA CAMPOS, JOAO GUILHERME; COSTA, ARIADNE DE ANDRADE; COPELLI, MAURO; KINOUCHI, OSAME. Correlations induced by depressing synapses in critically self-organized networks with quenched dynamics. PHYSICAL REVIEW E, v. 95, n. 4, p. 8-pg., . (13/07699-0, 16/00430-3, 16/20945-8)
BROCHINI, LUDMILA; COSTA, ARIADNE DE ANDRADE; ABADI, MIGUEL; ROQUE, ANTONIO C.; STOLFI, JORGE; KINOUCHI, OSAME. Phase transitions and self-organized criticality in networks of stochastic spiking neurons. SCIENTIFIC REPORTS, v. 6, . (13/07699-0, 16/00430-3)

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