Título do projeto
Cérebro: uma rede complexa e os efeitos da sincronização – vídeo da apresentação
Tutores
Ana Elisa Barioni (Unicamp & Northwestern University)
Matheus Loures (Unicamp)
Estudantes
Bryan Salomão Ribeiro Azevedo
Daniel Rodrigues Unzelte
João Victor Pereira de Souza
Nethele Reis Rodrigues
Descrição do projeto
O cérebro é um dos órgãos mais fascinantes e ao mesmo tempo misterioso do nosso organismo. Ainda hoje ainda há muito para ser estudado e descoberto a respeito de como este admirável órgão se comporta. Um dos fenômenos que intriga médicos e físicos são os efeitos da sincronização dos pulsos nervosos. Este fenômeno pode tanto ajudar a reconhecer padrões como causar um estado epiléptico.
A comunicação entre neurônios é feita através de pulsos nervosos que nada mais são do que oscilações elétricas recebidas em uma determinada unidade da rede neuronal. Nesse contexto, as perguntas que queremos responder serão: Quais características da rede contribuem para um estado de sincronização? Podemos prever e, portanto, inibir um estado epiléptico?
Para isso, vamos estudar a representação de uma rede neural utilizando a teoria de grafos. Aplicaremos modelos de redes complexas de osciladores para estudar a dinâmica e os fenômenos de sincronização numa rede neural. Vamos aprender a simular a dinâmica de redes neurais usando Python e desenvolvendo uma familiaridade com a biblioteca NetworkX.
As teorias e ferramentas envolvidas no nosso projeto, além de serem muito úteis para lidar com vários problemas do mundo real, fazem parte de uma área incipiente que vem crescendo e ganhando domínio e importância na física.
Sobre os tutores
Ana Elisa: é bacharel em matemática com ênfase em física-matemática pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e mestranda em física também pela UNICAMP sobre tutoria do Prof. Dr. Marcus A. M. de Aguiar. Foi bolsista de iniciação científica do CNPq e da FAPESP e bolsista de mestrado pela FAPESP. Atualmente trabalha como research scholar na Northwestern University sob tutoria do Prof. Adilson Motter. Seus interesses científicos são voltadas para a combinação de ciência de dados rigorosa e teoria de rede para compreender o comportamento de sistemas físicos complexos como por exemplo redes neurais, swarming robots, redes de vigilância e localização. Interesses de pesquisa relacionados incluem dinâmica não linear, sincronização, estabilidade e desenvolvimento de métodos computacionais para aplicações do mundo real de modelagem de rede.
Matheus Loures: sou graduado em física pela Universidade estadual de Campinas, Unicamp. Atualmente sou aluno de mestrado também na Unicamp trabalhando no grupo de redes Complexas. Eu estudo sobre redes de ordem mais altas Simplicial complexes e sobre renormalização em redes complexas aplicando esses conceitos sobre redes neuronais.