Ongoing spontaneous brain activity patterns raise ever-growing interest in the neuroscience community. Complex spatiotemporal patterns that emerge from a structural core and interactions of functional dynamics have been found to be far from arbitrary in empirical studies. They are thought to compose the network structure underlying human cognitive architecture. In this thesis, we use a biophysically realistic computer model to study key factors in producing complex spatiotemporal activation patterns. For the first time, we present a model of decreased physiological signal complexity in aging and demonstrate that delays shape functional connectivity in an oscillatory spiking-neuron network model for MEG resting-state data. Our results show that the inclusion of realistic delays maximizes model performance. Furthermore, we propose embracing a datadriven, comparative stance on decomposing the system into subnetworks. / Últimamente, el interés de la comunidad científica sobre los patrones de
la continua actividad espontanea del cerebro ha ido en aumento. Complejos
patrones espacio-temporales emergen a partir de interacciones de un
núcleo estructural con dinámicas funcionales. Se ha encontrado que estos
patrones no son aleatorios y que componen la red estructural en la que la
arquitectura cognitiva humana se basa. En esta tesis usamos un modelo
computacional detallado para estudiar los factores clave en producir los
patrones emergentes. Por primera vez, presentamos un modelo simplificado
de la actividad cerebral en envejecimiento. También demostramos
que la inclusión del desfase de transmisión en un modelo para grabaciones
magnetoencefalográficas del estado en reposo maximiza el rendimiento
del modelo. Para ello, aplicamos un modelo con una red de neuronas
pulsantes (’spiking-neurons’) y con dinámicas oscilatorias. Además, proponemos
adoptar una posición comparativa basada en los datos para descomponer
el sistema en subredes.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UPF/oai:www.tdx.cat:10803/294277 |
| Date | 11 March 2015 |
| Creators | Nakagawa, Tristan T. |
| Contributors | Deco, Gustavo, Soto-Faraco, Salvador, 1970-, Universitat Pompeu Fabra. Departament de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions |
| Publisher | Universitat Pompeu Fabra |
| Source Sets | Universitat Pompeu Fabra |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 198 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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