La tesi doctoral de Catalina Vich Llompart proposa nous mètodes per estimar la quantitat d'informació que reben les neurones en cada moment
La tesi doctoral de Catalina Vich Llompart, defensada a la Universitat de les Illes Balears, fa aportacions als àmbits científics de la neurociència matemàtica i computacional i dels sistemes dinàmics. La tesi l'han dirigida els doctors Antoni Guillamon Grabolosa, del Departament de Matemàtiques de la Universitat Politècnica de Catalunya, i Rafel Jaume Prohens Sastre, del Departament de Ciències Matemàtiques i Informàtica de la UIB.
La recerca se centra en l'estimació del curs temporal de les conductàncies sinàptiques a les quals una neurona està sotmesa, és a dir, la quantitat d’informació que rep una neurona en cada instant de temps. Aquest fet és rellevant a l'hora d'intentar determinar la connectivitat cerebral.
Aquestes quantitats d'informació no es poden extreure directament dels experiments, per la qual cosa es necessiten mètodes inversos per estimar conductàncies a partir d'enregistraments factibles (com ara el potencial de membrana de la neurona). Els mètodes existents en la literatura presenten algunes deficiències importants, com ara: suposicions errònies sobre relacions lineals entre el corrent d'entrada i el voltatge de sortida i la necessitat d'utilitzar més d'un enregistrament, fet que obliga a assumir la mateixa connectivitat funcional en experiments diferents. Aquests aspectes converteixen aquest tema en un repte no trivial per a la neurociència.
En la tesi s'ataca aquest problema amb models minimals que descriuen la dinàmica d'una sola neurona, els quals s'estudien emprant diferents tècniques sobre sistemes slow-fast, equacions diferencials estocàstiques i models no diferenciables.
La investigadora ha determinat que les estimacions errònies derivades dels efectes no lineals s'estenen també en règims de baixa activitat però amb presència de corrents iònics actius, i proposa nous mètodes per millorar les estimacions de les conductàncies sinàptiques. Finalment, també es proporciona una prova de concepte d'un mètode d'estimació general per a règims d’alta activitat, quan la neurona presenta una dinàmica oscil·latòria.
Fitxa de la tesi doctoral
- Títol: Inverse methods to estimate synaptic conductances with emphasis on non-smooth dynamical systems
- Autora: Catalina Vich Llompart
- Programa de doctorat: Matemàtiques
- Departament: Ciències Matemàtiques i Informàtica
- Directors: Antoni Guillamon Grabolosa i Rafel Jaume Prohens Sastre
Data de publicació: 29/07/2016