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Verso una teoria integrata delle neuroscienze

Chiara Ghilardi

Verso una teoria integrata delle neuroscienze

Il contributo delle neuroscienze teorico-computazionali

Edizione: 2012

Collana: Biblioteca di testi e studi (710)

ISBN: 9788843063925

  • Pagine: 256
  • Prezzo:25,00 21,25
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In breve

Negli ultimi vent’anni le neuroscienze teorico-computazionali hanno contribuito in modo decisivo alla comprensione dei meccanismi che sono alla base di importanti funzioni neuronali e cerebrali, e continuano a farlo in misura crescente. Il volume illustra i profili principali di tale contributo e analizza, in particolare, l’apporto delle neuroscienze teoriche allo studio dell’organizzazione dei neuroni in reti a carattere funzionale associate alla trasmissione dell’informazione, all’attività oscillatoria cerebrale legata a specifici stati cognitivi e comportamentali, alla memoria di lavoro, agli stati attentivi e alla discriminazione visiva. Nella prima parte del libro vengono forniti gli strumenti di base per la conoscenza della fisiologia e delle tecniche di indagine cerebrali. Quindi si introducono alcuni modelli di attività neuronale. Nella seconda parte si spiega come, prestando attenzione alle evidenze sperimentali, lo studio della dinamica delle reti neuronali aiuti a comprendere il funzionamento cerebrale. Tale contributo è particolarmente significativo nello studio di un organo – il cervello – accessibile indirettamente o parzialmente e in modo invasivo.

Indice

Introduzione
Parte prima
Il cervello e le neuroscienze
teorico-computazionali
1. Il cervello: dall’organizzazione corticale al funzionamento delle cellule nervose
La corteccia cerebrale/Organizzazione gerarchica della corteccia e organizzazione colonnare della selettività neurale/Il neurone/L’attività spontanea del neurone a riposo/Le sinapsi/Tipi di canali ionici/Tecniche e metodi di indagine: una varietà di scale spaziali e temporali/Conclusioni
2. Le neuroscienze teorico-computazionali
Il contributo delle neuroscienze teorico-computa-zionali/Modelli di singolo neurone/Il modello integrate-and-fire/Reti di neuroni/Reti di neuroni integrate-and-fire/Conclusioni
Parte seconda
Il contributo delle neuroscienze teorico-computazionali
ad alcune questioni fondamentali
3. Modalità di codifica dell’informazione
La percezione e l’attività dei neuroni/Tipi di codifica dell’informazione/Variabilità dell’attività neurale in vivo: proprietà statistiche del singolo neurone. Il neurone bilanciato/Strumenti di analisi per il neurone e per le reti di neuroni integratori/Alcune conseguenze della modalità di codifica temporale e in frequenza/Neurone coincidence detector o integratore?/Entità e implicazioni delle correlazioni tra gli input Sinaptici/Sincronizzazione e codifica temporale/Conclusioni
4. Oscillazioni e sincronizzazione
Tecniche di indagine e inquadramento generale/Tipi di oscillazioni/L’apparente dicotomia tra stocasticità dei singoli neuroni e oscillazione globale/Le oscillazioni nei modelli: singolo neurone come Oscillatore/Meccanismi di sincronizzazione a livello di rete: reti di oscillatori accoppiati/Sparsely synchronized oscillations: la sincronizzazione è una proprietà emergente dalla rete/Synfire chains/Evidenza sperimentale a favore della codifica temporale/Vantaggio computazionale conferito dal rumore a livello di singolo neurone e di rete/Conclusioni
5. La memoria di lavoro
Tipi di memoria/La memoria di lavoro: le caratteristiche dell’attività neurale associata a compiti di risposta ritardata/Modelli dell’attività mnemonica persistente tipica della memoria di lavoro: dalle reti associative classiche a quelle di neuroni spiking/Alcune previsioni ottenute tramite modelli di reti di neuroni spiking più dettagliati dal punto di vista della biofisica dei neuroni/Conclusioni
6. Come il cervello crea una rappresentazione coerente della realtà: il binding problem
Il binding problem: evidenza sperimentale e prospettive/Due tipi di codifica in relazione al binding problem:
sparsa vs. popolazionale/Meccanismi per la risoluzione del binding problem/La temporal correlation/L’azione modulatoria dell’attenzione sull’attività Neurale/Modelli della modulazione attentiva/Il binding visivo è davvero necessario?/Conclusioni
Figure
Bibliografia
Indice analitico
Indice dei nomi