El Leonardo Dalla Porta defensa la seva tesi sobre modelatge computacional de l’activitat cerebral

La tesi titulada "Modelling emergent rhythmic activity in the cerebral cortex" va ser presentada telemàticament el 7 d'octubre. La tesi descriu els mecanismes que hi han darrere les oscil·lacions lentes, la seva modulació i la seva transició cap a estats de vigília mitjançant dades experimentals i models computacionals.

El cervell, un sistema adaptatiu natural, és capaç de generar un ampli repertori dinàmic d'activitat espontània, fins i tot en absència d'estímuls. El patró espaciotemporal d'aquesta activitat espontània ve determinat per l'estat cerebral, el qual varia des d'estats altament sincronitzats fins a estats molt desincronitzats. Per exemple, quan en el somni s'entra en la fase d'ones lentes, l'escorça cerebral està sincronitzada, l'activitat de la qual és definida per fluctuacions de baixa freqüència, conegudes com a oscil·lacions lentes (< 1Hz). En canvi, durant la vigília, l’escorça cerebral es caracteritza principalment per tenir una activitat desincronitzada, on les fluctuacions de baixa freqüència desapareixen. Per tant, una propietat inherent de l'escorça cerebral és transitar entre aquests estats caracteritzats per diferents patrons de complexitat espaciotemporal, els quals se situen dins de l'ampli espectre marcat per l'activitat sincronitzada i la desincronitzada. Aquests patrons emergents són el producte de la interacció entre desenes de milers de milions de neurones dotades de múltiples i diversos canals iònics amb complexes propietats biofísiques. No obstant, quins són els mecanismes que regulen aquestes transicions? En aquesta tesi tractem d'entendre els mecanismes i les propietats que governen les oscil·lacions lentes, la seva modulació i les seves transicions cap a la vigília mitjançant l'anàlisi de dades experimentals i models computacionals. També descrivim la importància dels canals iònics específics i les seves propietats sinàptiques, tant per a mantenir l'estat cortical com per a sortir d'ell, estudiant així la seva dinàmica espaciotemporal. A més, amb l'ús d'un model de camp mitjà, proposem un nexe d’unió entre les dinàmiques neuronals individuals i una descripció general de la població neuronal.