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FP7

NEUROSTOCHSIM Resultado resumido

Referencia del proyecto: 629496
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Austria

Un impulso calculado a las ecuaciones de campo neural

Las ecuaciones de campo neural (ECN) son herramientas de modelado matemático que resultan muy importantes para la neurociencia y la robótica cognitiva. Unos científicos financiados con fondos europeos desarrollaron simulaciones numéricas para ECN que se espera impulsen la investigación neurocientífica.
Un impulso calculado a las ecuaciones de campo neural
Los modelos de ECN se emplean generalmente para describir la tasa de actividad sináptica de poblaciones de neuronas a escala tisular en un determinado tiempo y espacio. En el transcurso del proyecto NEUROSTOCHSIM (Neural field equations: stochastic approach and numerical simulations) se generaron métodos numéricos para aplicaciones en ECN. Lo que llama la atención es que estas ecuaciones pueden aplicarse tanto a casos deterministas como estocásticos.

El algoritmo numérico desarrollado en NEUROSTOCHSIM emplea una técnica de reducción de orden para calcular ECN bidimensionales. La comparación de los resultados teóricos con ejemplos de experimentos numéricos seleccionados indicó buena estabilidad y precisión para problemas en el campo de la neurociencia y la robótica. La información obtenida se divulgó a través de presentaciones en poster en congresos así como en el SIAM Journal on Scientific Computing.

Tras un exhaustivo análisis, se seleccionó un modelo estocástico para las ECN así como una técnica numérica para la aproximación adecuada de problemas singulares. Los resultados de la investigación se presentaron en un taller internacional.

En NEUROSTOCHSIM se trató de aplicar las técnicas diseñadas a problemas reales como la descodificación de los estímulos visuales en el cerebro y la epilepsia. Un avance importante es la simulación numérica de soluciones «multibump» de campos neurales para estudiar las condiciones para la formación de múltiples regiones de actividad elevada. Estas soluciones se pueden emplear para representar estímulos externos recordados en poblaciones de neuronas e interpretar los datos de EEG experimentales. Los hallazgos de esta investigación se presentaron en varios congresos internacionales.

Las herramientas diseñadas en este proyecto poseen un valor incalculable, ya que facilitarán el entendimiento de fenómenos neurobiológicos y trastornos neurológicos complejos. Actualmente, se pretende establecer colaboraciones para investigar las posibles aplicaciones en biomedicina y robótica cognitiva.

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Palabras clave

Ecuación de campo neural, modelado matemático, neurociencia, robótica cognitiva, epilepsia, multibump
Número de registro: 188447 / Última actualización el: 2016-09-05
Dominio: Biología, Medicina