Transferência de frequência em modelos de neurônios de disparo

• Main Author: Gewers, Felipe Lucas
• Other Authors: Costa, Luciano da Fontoura
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2019
• Subjects: Frequency transfer; Função de ganho; Gain function; Integrate-and-fire model; Izhikevich model; Modelo de Izhikevich; Modelo integra-edispara; Neurônios de disparo; Spiking neurons; Transferência de frequência
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-17052019-101237/

Este trabalho trata sobre a transferência de frequência em neurônios de disparo, especificamente neurônios integra-e-dispara com escoamento e neurônios de Izhikevich. Através de análises matemáticas analíticas e sistemáticas simulações numéricas é obtida a função de ganho, a transferência de frequência estacionária e dinâmica dos neurônios utilizados, para diversos valores dos parâmetros do modelo. Desse modo, são realizados múltiplos ajustes às curvas obtidas, e os coeficientes estimados são apresentados. Com base em todos esses dados, são obtidas diversas características dessas relações de transferência de frequência, e como suas propriedades variam com relação aos principais parâmetros do modelo de neurônio e sinapse utilizados. Diversos resultados interessantes foram apresentados, incluindo evidências de que a função ganho do neurônio integra-e-dispara pode se comportar de modo bastante semelhante à função de ganho e transferência estacionária do neurônio de Izhikevich, dependendo dos parâmetros adotados; a divisão do plano de parâmetros do modelo integra-e-dispara de acordo com a linearidade da transferência de frequência dinâmica; o limiar da intensidade de corrente contínua e de frequência de spikes pré-sinápticos de um neurônio de Izhikevich é determinado apenas pelo parâmetro b, no intervalo de parâmetros usual; modelos de sinapses distintos tendem a não alterar a forma da transferência de frequência estacionária de um neurônio de Izhikevich. === This work is about the frequency transfer of spiking neurons, specifically integrate-and-fire neurons and Izhikevich neurons. Through analytical and systematic numerical simulations the gain function, the stationary and dynamic frequency transfer of the adopted neuron models, are obtained for several values of the model parameters. Thus, multiple fits are made to the curves obtained, and the estimated coefficients are presented. Based on all these data, several characteristics of the frequency transfer relations are obtained, and information is obtained about how their properties vary with respect the parameters of the adopted neuron and synapse model. Several interesting results have been presented, including evidences that the integrate-and-fire neuron\'s gain function can behave quite similarly to the Izhikevich neuron\'s stationary transfer and gain function, depending of the adopted parameters. We also obtained the division of the parameters plane of integrate-and-fire model according to the linearity of the dynamic frequency transfer. It was also verified that the thresholds of the presynaptic spikes\' current intensity and frequency of an Izhikevich neuron are determined only by the parameter b, in the usual parameter range. In addition, it was observed that the considered distinct synapses models tend not to depart from the stationary frequency transfer of an Izhikevich neuron.