Adaptação intrínseca em neurônios modelados por autômatos celulares

Abstract

Nesta dissertação vamos estudar, através de simulações computacionais e cálculos analíticos, os efeitos coletivos da adaptação intrínseca em neurônios. Esse fenômeno de autorregulação da célula tem como função contrabalancear mecanismos que controlam a excitabilidade do neurônio. Este trabalho é um extensão do modelo proposto na década passada por Kinouchi e Copelli (KINOUCHI; COPELLI, 2006), onde neurônios com período refratário bem definido são modelados por um autômato celular probabilístico que representa a atividade do potencial de membrana da célula. Nesse modelo há um valor crítico da taxa de ramificação (o parâmetro de controle do modelo) em que a rede de neurônios maximiza a sua faixa dinâmica. A extensão que propomos vem através da adição de uma nova variável do autômato celular, que modela a dinâmica adaptativa do neurônio, diminuindo a probabilidade com que o neurônio pode disparar. Dentre os resultados obtidos, pudemos constatar que, embora em geral não ocorra alteração no ponto crítico do modelo a adição dessa nova variável adaptativa, num regime de adaptação forte e persistente, implica num aumento da faixa dinâmica da rede e num ganho de robustez do sistema.