November 23, 2016 - Não é uma cirurgia no cérebro, mas está perto.
Katie Morrison, professora assistente da Universidade do Norte do Colorado, juntamente com a pesquisadora e neurocientista matemática da Universidade Estadual da Pensilvânia, Carina Curto, estão trabalhando para mapear a atividade cerebral no menor nível, com a esperança de obter grandes resultados.
Morrison, que trabalha neste campo há sete anos, respondeu a algumas perguntas sobre sua pesquisa.
Pergunta - Vamos começar fácil: O que é conectividade de rede em relação à atividade neural?
Resposta - Conectividade de rede refere-se a como neurônios em uma determinada área do cérebro estão conectados uns aos outros através de sinapses. Em outras palavras, ele fornece um mapa do qual os neurônios estão impactando quais outros neurônios através de conexões diretas. A atividade neural reflete quais neurônios estão disparando e a taxa em que eles estão disparando. Uma vez que os neurônios estão conectados uns aos outros através de sinapses, quando um neurônio dispara, ele afeta a taxa de disparo de todos os neurônios com que está conectado.
P - Como as matemáticas entram em jogo ao mapear / modelar atividade neural?
A - Em nosso modelo, temos um nó representando cada neurônio e sua taxa de disparo associada, e há arestas entre nós que indicam as conexões sinápticas. Em seguida, damos equações que governam como a taxa de disparo de um neurônio muda ao longo do tempo, refletindo o fato de que a taxa de disparo deve aumentar quando o neurônio recebe uma soma positiva de entrada externa e as entradas dos neurônios estão conectadas. Estudamos como esse sistema de equações diferenciais evoluirá ao longo do tempo dependendo de como os neurônios estão conectados na rede usando conceitos de equações diferenciais, álgebra linear, teoria de grafos e outros campos.
Q - Qual é o grande takeaway (o que as pessoas devem saber) sobre sua pesquisa?
A - Estamos estudando como a estrutura da conectividade de rede afeta o padrão e taxas de disparo que resultam. Em particular, esse padrão é constante ao longo do tempo, ele se repete periodicamente em um ciclo ou ritmo complexo, ou é caótico e imprevisível? Que estruturas dentro da rede são responsáveis por que tipos de atividade? Estamos particularmente interessados no impacto da conectividade de rede sobre a atividade neural resultante quando não há estímulo externo dirigindo essa atividade, como durante o sono ou sonhar acordado.
P - Por que essa pesquisa é importante?
A - Esta pesquisa vai nos ajudar a entender como a fiação no cérebro afeta o tipo de atividade neural que pode resultar. Conforme os experimentalistas mapeiam a conectividade em diferentes regiões do cérebro, nosso trabalho ajudará a entender por que essa conectividade se desenvolveu com base na função computacional que desempenha no ditado da atividade neural. Por outro lado, nossa compreensão da relação entre conectividade e atividade neural também pode ajudar os experimentalistas a identificar quais tipos de conectividade eles devem esperar ver com base nos diferentes tipos de atividade neural aparente na região do cérebro. Isto é particularmente importante uma vez que muitas doenças psiquiátricas, como Parkinson, esquizofrenia e epilepsia são pensados para surgir como resultado de circuito de nível de mudanças na conectividade que perturbam padrões de atividade neural normal. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Greeley Tribune.
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