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Lameu, Ewandson Luiz.pdf: 7848775 bytes, checksum: 6554423cbb845e57ef8b0353b78352c9 (MD5)
Previous issue date: 2016-10-25 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / In this thesis we present a theoretical model of a neural network based on real anatomical structure of connections between cat’s cerebral cortex areas. This anatomical network contains 65
cortical areas organized into four regions called visual, auditory, somatosensory-motor and frontolimbic. We analize for which probabilities of connections the proposed network approaches
with greater fidelity the real anatomical network. To describe the neuron dynamics we use a system known as Rulkov bidimensional map, which is a phenomenological model that simulates
the changes in the neuronal membrane potential. For the coupling between neurons we consider electrical and chemical synapses. Then, we study the phenomenon of synchronization of neuronal
firing due to its relationship with some neurological disorders such as Parkinson’s disease and epilepsy. In addition to seeking the cause of these disorders, the study of effective techniques to prevent such behavior becomes indispensable. In light of this, we propose three methods of applying external perturbations over the system with the aim of suppress synchronization. The first of these disorders simulates a stimulus by light that is capable of inducing a neuron to have
a spike, the second perturbation used was the introduction of a periodic electrical current on the network, and the third was based on reinjection of an electric signal collected from the system
itself. We show the coupling intervals where disturbances are able to suppress the synchrony and evaluate which of them has higher efficiency. / Nesta tese apresentamos um modelo teórico de uma rede neuronal baseado na estrutura anatõmica real das conexões entre áreas do córtex cerebral do gato. Esta rede anatômica contém 65 áreas
corticais que estão organizadas em quatro regiões denominadas visual, auditiva, somatosensorialmotora e frontolımbica. Analisamos para quais probabilidades de conexões a rede modelada se aproxima com maior fidelidade da rede real anatomica. Para descrever a dinãmica neuronal consideramos um sistema bidimensional conhecido como mapa de Rulkov, sendo este um modelo fenomenol´ogico que simula as variações do potencial de membrana neuronal. Para o
acoplamento entre os neuronios consideramos sinapses eletricas e quımicas. Entao, estudamos o fenomeno da sincronização dos disparos neuronais devido a sua relação com algumas desordens neurológicas, como Parkinson e epilepsia. Além de buscar compreender a causa destas desordens, o estudo de tecnicas eficazes para evitar tais comportamentos torna-se imprescindıvel. Com isso em mente, propomos tres métodos de aplicações de perturbações externas sobre o sistema com a finalidade de suprimir a sincronizaçãoo. A primeira destas perturbaçoes simula um estımulo por luz que é capaz de induzir um neuronio a ter um pico de potencial, a segunda perturbação utilizada foi a introdução de uma corrente eletrica periodica sobre a rede e a terceira baseou-se na reinjeção de uma sinal eletrico coletado do proprio sistema. Mostramos os intervalos de acoplamento
onde as perturbacoes sao capazes de suprimir a sincronia e avaliamos qual delas apresenta maior eficiencia.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/862 |
| Date | 25 October 2016 |
| Creators | Lameu, Ewandson Luiz |
| Contributors | Batista, Antonio Marcos, Szezech Júnior, José Danilo, Souza, Silvio Luiz Thomaz de, Souza, Gelson Biscaia de, Tusset, Angelo Marcelo |
| Publisher | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Programa de Pós-Graduação em Ciências, UEPG, BR, Fisica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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