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Título de Acceso Abierto
Hacia una mecánica estadística de los estados cerebrales macroscópicos
Ariel Haimovici Pablo Balenzuela Dante R. Chialvo
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Resumen/Descripción – provisto por el repositorio digital
Esta tesis estudia la naturaleza de las fluctuaciones espontáneas de la actividad cerebral humana, medida a gran escala. Dichas fluctuaciones se organizan en un repertorio de patrones espacio temporales que se repiten en diversas condiciones, tanto en la ejecución de tareas como en reposo y tanto en el sueño como en la vigilia. La relación entre los "estados físicos", definidos por las interacciones neuronales que forman estos patrones, y los "estados mentales" asociados a cambios en la consciencia, el procesamiento de información y los diferentes procesos cognitivos que realiza el cerebro, es una pregunta abierta y fundamental en la neurociencia. Desde un punto de vista físico, el problema consiste en entender los mecanismos dinámicos responsables de la emergencia de dichos patrones. En este trabajo, usamos herramientas de la mecánica estadística para describir y modelar la actividad cerebral espontánea, en experimentos de resonancia magnética funcional en estado de reposo. Nuestra hipótesis principal es que la complejidad observada se puede entender por analogía a los fenómenos críticos observados en sistemas físicos que presentan una transición de fase de segundo orden. En el caso particular del cerebro, con sus cientos de miles de millones de neuronas interactuando, resulta importante determinar qué relación existe entre la complejísima estructura de conexiones y la dinámica colectiva que de ellas emerge. Aquí abordamos este problema mediante la construcción de un modelo híbrido basado en conexiones axonales empíricas y una dinámica de masas neuronales. Desde el punto de vista de la neurociencia, la pregunta más interesante está relacionada con la naturaleza funcional de los patrones espacio temporales observados. Es decir, tratar de entender la relación entre los estados físicos y los estados mentales mencionados previamente. En este trabajo presentamos una conexión entre ambos niveles de descripción al estudiar los cambios en la dinámica cerebral de sujetos al quedarse dormidos. De esta manera exploramos la hipótesis de que el origen neurobiológico de las uctuaciones espontáneas de la actividad esté relacionado con cambios en el estado de vigilia de los sujetos. Tanto en la neurociencia como en cualquier disciplina que estudie sistemas complejos, el problema de modelado tiene una dificultad inherente y es que, dada la alta dimensionalidad del sistema, los datos experimentales se encuentran inevitablemente subsampleados. Por este motivo, resulta necesario definir representaciones reducidas del sistema que al mismo tiempo resulten informativas. En esta tesis incluimos una discusión teórica sobre este problema general, usando elementos de la teoría de la información para cuantificar la relevancia de distintas representaciones de los datos experimentales y su relación con la hipótesis de criticalidad.Palabras clave – provistas por el repositorio digital
DINAMICA CEREBRAL; CRITICALIDAD; SUEÑO; INFERENCIA; REDES DE ESTADO DE REPOSO; BRAIN DYNAMICS; CRITICALITY; SLEEP; INFERENCE; RESTING STATE NETWORKS
Disponibilidad
| Institución detectada | Año de publicación | Navegá | Descargá | Solicitá |
|---|---|---|---|---|
| No requiere | 2017 | Biblioteca Digital (FCEN-UBA) (SNRD) |
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Información
Tipo de recurso:
tesis
Idiomas de la publicación
- español castellano
País de edición
Argentina
Fecha de publicación
2017-03-31
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