Implementación de un sistema de análisis de microcircuitos neuronales mediante teoría de redes - Serrano Reyes, Miguel (My University, 2014)
Implementación de una herramienta de software que contiene un sistema de análisis de microcircuitos neuronales biológicos, haciendo uso del formalismo de la teoría de redes complejas, que permite identificar en videos de rebanadas de cerebro, usando la técnica de imagenología de calcio, la topología de tales microcircuitos para determinar cuáles son las neuronas más “importantes” (en base a la teoría) en el funcionamiento de la red en un tiempo reducido, que permita durante el mismo experimento de adquisición de videos tomar decisiones que complementen (o reafirmen experimentalmente) los resultados obtenidos mediante el análisis de red del microcircuito neuronal.
El presente trabajo busca caracterizar a los microcircuitos neuronales biológicos en diferentes estructuras cerebrales de ratón, mediante datos recabados con imagenología de calcio desde el microcircuito entero o conformado de decenas de neuronas simultáneamente y haciendo uso de la teoría de redes complejas, que se ha utilizado de manera exitosa en otras áreas del conocimiento. Los resultados obtenidos muestran que es posible extraer características diferenciales en estos circuitos, se muestra que existen neuronas que presentan propiedades específicas (dadas por los parámetros calculados) que le permiten al microcircuito hacer más eficiente la comunicación entre sus elementos, así como dar unidad a los módulos que exhiben. A partir de dicho análisis es posible describir de una manera sencilla los distintos núcleos cerebrales, lo que abre las puertas a nuevos experimentos en el área. Hasta ahora los neurocientíficos se habían preocupado del estudio de neuronas y sinapsis únicas; procesos moleculares y disparos ante estímulos. Esto asentó las bases celulares. Lo que sigue ahora es el estudio de la relación e interacciones entre neuronas: ha comenzado la era de los circuitos, pues las enfermedades neurológicas y psiquiátricas se consideran alteraciones en el funcionamiento de los mismos.
Keywords: Redes Neuronales Biológicas; Teoría de Redes Complejas; Análisis de Circuitos; Biomédicas; Neurociencias