Please use this identifier to cite or link to this item:
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20615
Title: | Medidas de informação em neurônio Hodgkin-Huxley. |
Other Titles: | Information measures in the Hodgkin-Huxley neuron. |
???metadata.dc.creator???: | ASSIS, Juliana Martins de. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | ASSIS, Francisco Marcos de. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | FREIRE, Raimundo Carlos Silvério. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | ALBERT, Bruno Barbosa. |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | PEREIRA, Eane Torres, |
Keywords: | Processamento de informação;Neurônio Hodgkin-Huxley;Informação mútua;Distância de Kullback-Leible;Eletrônica e telecomunicações;Information processing;Hodgkin-Huxley neuron;Mutual mnformation;Kullback-Leibler distance;Electronics and telecommunications;Procesamiento de información;Neurona de Hodgkin-Huxley;Información mutua;Distancia de Kullback-Leible;Electrónica y telecomunicaciones;Traitement d'informations;Neurone de Hodgkin-Huxley;Informations mutuelles;Distance depuis Kullback-Leible;Electronique et télécommunications |
Issue Date: | 24-May-2021 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | ASSIS, J. M. de. Medidas de informação em neurônio Hodgkin-Huxley. 2021. 40 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. |
???metadata.dc.description.resumo???: | Este trabalho visa elucidar, por meio da teoria da informação, como ocorre o processamento de informação em neurônios, células fundamentais para a sobrevivência e evolução dos seres vivos no reino animal. Em particular, utiliza-se o modelo de neurônio Hodgkin-Huxley, que é um dos modelos mais acurados para a atividade neuronal, e duas medidas de informação: a distância de Kullback-Leibler e a informação mútua. O neurônio é modelado como um canal de comunicação, cuja entrada seria o par de parâmetros de média e desvio padrão da corrente sináptica, e cuja saída se dá de duas maneiras distintas: intervalo entre potenciais de ação ou número de potenciais de ação em uma janela temporal fixa (taxa). A distância de Kullback-Leibler é utilizada para observar as distâncias entre as distribuições de respostas neuronais, avaliando como o neurônio diferencia entradas diferentes. Observou-se que o neurônio discrimina melhor entradas de maior intensidade por meio do intervalo entre potenciais de ação. Por outro lado, entradas de menor intensidade são melhor discriminadas através da taxa de potenciais de ação em uma janela temporal fixa. A informação mútua é utilizada para medir a dependência entre a entrada neuronal e as saídas da atividade neuronal, revelando a complementaridade das saídas de taxa de potenciais de ação e de intervalo entre potenciais de ação. |
Abstract: | The aim of this dissertation is to clarify information processing in neurons, which are fundamental cells for animal survival and evolution, by means of information theory. In order to address this problem, we used Hodgkin-Huxley model, one of the most accurate neuronal models and two information measures: Kulback-Leibler distance and mutual information. Also, we model the neuron as a communication channel, where the input is the pair of parameters, mean and standard deviation, of a synaptic current. The output of this channel may be interspike interval or the number of spikes in a fixed time window (rate). Kullback-Leibler distance addresses how the neuron discriminates different inputs. Kullback-Leibler distance estimates revealed that the neuron better discriminates high intensity inputs using interspike interval as output, and low intensity inputs using rate as output. Moreover, mutual information measured dependency between neuronal input and neuronal activity output, revealing a complementary action between interspike interval and rate of spikes as outputs. |
Keywords: | Processamento de informação Neurônio Hodgkin-Huxley Informação mútua Distância de Kullback-Leible Eletrônica e telecomunicações Information processing Hodgkin-Huxley neuron Mutual mnformation Kullback-Leibler distance Electronics and telecommunications Procesamiento de información Neurona de Hodgkin-Huxley Información mutua Distancia de Kullback-Leible Electrónica y telecomunicaciones Traitement d'informations Neurone de Hodgkin-Huxley Informations mutuelles Distance depuis Kullback-Leible Electronique et télécommunications |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Engenharia Elétrica |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/20615 |
Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Elétrica. |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
JULIANA MARTINS DE ASSIS - DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2021.pdf | 1.17 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.