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Des progrès calculés pour les équations de champ neuronaux

Les équations de champs neuronaux (ECN) sont un outil de modélisation mathématique important dans le domaine des neurosciences et de la robotique cognitive. Un financement de l'UE a permis à des chercheurs de développer des simulations numériques pour des ECN qui devraient stimuler les recherches en neurosciences.
Des progrès calculés pour les équations de champ neuronaux
Les modèles d'ECN sont généralement utilisés pour décrire l'activité de taux de déclenchement synaptique dans des populations neuronales au niveau des tissus dans l'espace et dans le temps. Au cours du projet NEUROSTOCHSIM (Neural field equations: stochastic approach and numerical simulations), des chercheurs ont développé de nouvelles méthodes numériques pour des applications des ECN. Ce qui est impressionnant, cependant, est le fait que ces équations peuvent être appliquées à la fois à des cas déterministes et stochastiques.

L'algorithme numérique NEUROSTOCHISM utilise une technique de réduction du rang pour calculer des ECN bidimensionnelles. La comparaison des résultats théoriques à des exemples d'expérience numérique particulière a montré une bonne stabilité et une précision pour les problèmes dans le domaine des neurosciences et de la robotique. Les résultats ont été diffusés par le biais de présentations par affiches et d'interventions en plénière lors de conférences internationales, ainsi que d'une publication dans le SIAM Journal on Scientific Computing.

Après analyse complète, les chercheurs du projet ont sélectionné un modèle stochastique pour les ECN, ainsi qu'une technique numérique pour une approximation appropriée de problèmes singuliers. Les résultats de la recherche ont été présentés lors d'un atelier international.

Le projet NEUROSTOCHSIM a concentré ses efforts sur l'application de ses techniques à des problèmes réels tels que l'encodage des stimuli visuels dans le cerveau et l'épilepsie. La simulation numérique de solutions multibosses des champs neuronaux pour étudier les conditions de la formation de régions multiples de forte activité constitue une réalisation majeure du projet. Ces solutions peuvent être utilisées pour représenter des stimuli externes mémorisés dans les populations neuronales et pour interpréter des données d'EEG expérimentales. Les résultats des recherches ont été présentés lors de plusieurs conférences internationales.

Les outils du projet seront très utiles et aideront les chercheurs à appréhender les phénomènes neurobiologiques complexes ainsi que les troubles neurologiques. Des projets sont déjà en cours d'élaboration pour approfondir les collaborations de recherche et explorer des applications potentielles en biomédecine et robotique cognitive.

Informations connexes

Mots-clés

Équations de champs neuronaux, modélisation mathématique, neurosciences, robotique cognitive, épilepsie, multibosses
Numéro d'enregistrement: 188447 / Dernière mise à jour le: 2016-09-05
Domaine: Biologie, Médecine