{"id":66413,"date":"2018-03-09T22:54:43","date_gmt":"2018-03-09T22:54:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/neural-mechanisms-of-selective-visual-attention-in-a-microcircuit-model-of-interacting-cortical-areas\/"},"modified":"2018-03-09T22:54:43","modified_gmt":"2018-03-09T22:54:43","slug":"neural-mechanisms-of-selective-visual-attention-in-a-microcircuit-model-of-interacting-cortical-areas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/ciencias-de-la-vida\/neural-mechanisms-of-selective-visual-attention-in-a-microcircuit-model-of-interacting-cortical-areas\/","title":{"rendered":"Neural mechanisms of selective visual attention in a microcircuit model of interacting cortical areas"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Joan Salvador Ardid Ramirez <\/strong><\/h2>\n

El principal objetivo de esta tesis doctoral ha sido implementar un marco conceptual con base electrofisiol\u00f3gica que sea capaz de integrar por s\u00ed mismo los principales correlatos neurofisiol\u00f3gicos de la atenci\u00f3n visual selectiva, y con este prop\u00f3sito, se ha construido un modelo computacional con todo el detalle biof\u00edsico necesario. El modelo en s\u00ed est\u00e1 compuesto por dos microcircuitos que interaccionan de forma recursiva. Estos microcircuitos, o redes, representan a dos hipercolumnas de la corteza cerebral, una hipercolumna sensorial de un \u00e1rea visual del extraestriado (el \u00e1rea mt que es selectiva a la direcci\u00f3n de movimiento de los est\u00edmulos visuales) y una hipercolumna que se encarga de generar un circuito de memoria a corto plazo o de trabajo (posiblemente ubicada en alguna regi\u00f3n frontal, como la corteza prefrontal, o m\u00e1s posterior, como el \u00e1rea intraparietal lateral). De esta manera hemos pretendido tener en cuenta por primera vez en un modelo la hip\u00f3tesis de que el origen de las modulaciones atencionales en neuronas de \u00e1reas visuales del extraestriado proviene de una se\u00f1al top-down a trav\u00e9s de un circuito de memoria de trabajo.Por un lado, se han tenido en cuenta toda una serie de restricciones al modelo, para que cada red del modelo se comporte de forma adecuada seg\u00fan la hipercolumna biol\u00f3gica a la cual representa: procesamiento del movimiento del \u00e1rea mt (actividad espont\u00e1nea, respuesta ante un \u00fanico est\u00edmulo y respuesta ante dos est\u00edmulos superpuestos que se mueven de forma transparente) y memoria de trabajo (tanto en lo que respecta a la actividad media como a su din\u00e1mica temporal).Por otro lado, este modelo con estructura de bucle de dos redes es capaz de describir cualitativa y cuantitativamente las observaciones experimentales por lo que respecta a los efectos de la atenci\u00f3n visual selectiva en la respuesta neural de \u00e1reas sensoriales, tanto en la media de actividad durante periodos de tareas de atenci\u00f3n, como en la din\u00e1mica neural oscilatoria a lo largo del tiempo, y el aumento de estas oscilaciones y de la sincron\u00eda entre neuronas, ya sea dentro de una misma hipercolumna como entre hipercolumnas de \u00e1reas distantes.Adem\u00e1s, nuestro marco te\u00f3rico integra las tres principales interpretaciones de como la atenci\u00f3n modula el procesamiento visual a nivel de la media de la actividad neural: el modelo biased competition, el modelo multiplicative gain modulation y por primera vez en un marco biof\u00edsico tambi\u00e9n el feature-similarity gain model. Estas interpretaciones podr\u00edan en principio parecer contrapuestas en algunos aspectos, no obstante nuestro modelo te\u00f3rico es capaz de englobarlas, as\u00ed aunque estas interpretaciones ponen el estr\u00e9s sobre diferentes puntos, finalmente se basan en observaciones experimentales, las cuales se pueden compatibilizar en un \u00fanico marco te\u00f3rico con fuerte base neurofisiol\u00f3gica. A lo largo de este trabajo se ha querido tambi\u00e9n mirar de entender como estas observaciones podr\u00edan estar sustentadas en el sistema nervioso central. Cabe remarcar que se han podido establecer todos los mecanismos responsables que sustentan cada uno de los efectos atencionales en el marco de nuestro modelo. La forma de proceder ha sido la siguiente: en primera instancia hemos podido reproducir todas las observaciones experimentales con las correspondientes simulaciones en el modelo utilizando para tal efecto un \u00fanico conjunto de par\u00e1metros fijado con antelaci\u00f3n. Entonces, usando para cada tipo de observaci\u00f3n individual peque\u00f1as variaciones de algunos par\u00e1metros del conjunto, hemos sido capaces de averiguar cual era el mecanismo responsable de esta observaci\u00f3n particular, ya que por una lado se cancelaba el efecto atencional correspondiente a esta observaci\u00f3n, pero por otro no obstante, se manten\u00eda intacto todo el resto de efectos atencionales, que eran los corresponendientes a las dem\u00e1s observaciones experimentales. Todas estas observaciones experimentales de les que hablamos y los mecanismos responsables dentro del marco del modelo est\u00e1n explicadas en detalle en la tesis doctoral.A partir de nuestros resultados, hemos tratado de ir un poco m\u00e1s lejos proponiendo dos hip\u00f3tesis principales:sugerimos que nuestro modelo contiene los mecanismos fundamentales de un circuito atencional can\u00f3nico. Esta hip\u00f3tesis se ve sustentada por el hecho de que somos capaces de reproducir todas las observaciones de la atenci\u00f3n visual selectiva en un \u00fanico modelo, as\u00ed como de la evidencia experimental de que cuando paradigmas similares se han usado en diferentes \u00e1reas (v4 adem\u00e1s de la propia \u00e1rea mt) y con diferentes tipos de est\u00edmulos (orientaci\u00f3n de barras o determinadas im\u00e1genes espec\u00edficas, en lugar de la direcci\u00f3n de movimiento), an\u00e1logas observaciones se han encontrado (por ejemplo la modulaci\u00f3n multiplicativa y la competici\u00f3n sensorial). Esta hip\u00f3tesis implica la predicci\u00f3n de que todas las observaciones que se dan para un \u00e1rea se deber\u00edan de dar para las otras tambi\u00e9n, si bien dise\u00f1ados los experimentos adecuados que hasta la fecha no se han llevado aun a cabo.Finalmente, sugerimos tambi\u00e9n que el rol de la sincron\u00eda en frecuencias gamma entre \u00e1reas distantes es responsable de un aumento del 10-15% en el efecto modulatorio atencional sobre la tasa media de actividad neural. As\u00ed, existe una cierta ventaja de obtener este efecto adicional neto que implica al final un ahorro de recursos en comparaci\u00f3n a lo que supondr\u00eda obtener tal efecto a partir de un aumento de la potencia de la se\u00f1al atencional top-down.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abNeural mechanisms of selective visual attention in a microcircuit model of interacting cortical areas<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Neural mechanisms of selective visual attention in a microcircuit model of interacting cortical areas <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Joan Salvador Ardid Ramirez <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Miguel hern\u00e1ndez de elche<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 17\/07\/2008<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
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    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Albert Compte Braquets<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
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        • Presidente del tribunal: roberto Gallego fernandez <\/li>\n
        • nestor omar Parga carballeda (vocal)<\/li>\n
        • thilo Womelsdorf (vocal)<\/li>\n
        • gustavo Deco (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

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