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Revista Brasileira de Ensino de Física

Print version ISSN 1806-1117On-line version ISSN 1806-9126

Abstract

CORDEIRO, Vinícius Lima et al. Aplicações da teoria da informação à neurociência. Rev. Bras. Ensino Fís. [online]. 2019, vol.41, n.2, e20180197.  Epub Nov 29, 2018. ISSN 1806-1117.  http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2018-0197.

Neurônios respondem a estímulos externos emitindo sequências de potenciais de ação (trens de disparos). Desse modo, pode-se dizer que o trem de disparos é a resposta neuronal a um estímulo de entrada. Potenciais de ação são fenômenos do tipo “tudo ou nada”, isto é, um trem de disparos pode ser representado por uma sequência de zeros e uns. No contexto da teoria da informação, pode-se então questionar: quanta informação acerca do estímulo externo o trem de disparos carrega? Ou ainda, quais aspectos do estímulo são codificados pela resposta neuronal? Neste artigo, faz-se uma introdução à teoria da informação em que são apresentados aspectos históricos, conceitos fundamentais da teoria e aplicações à neurociência. A conexão com a neurociência é feita com o uso de demonstrações e discussões de diferentes métodos da teoria da informação. Exemplos são fornecidos com o uso de simulações computacionais de dois modelos de neurônios, o neurônio Poisson e o neurônio integra-e-dispara, e um modelo de rede de autômatos celulares. No ultimo caso, demonstra-se como se pode utilizar medidas da teoria da informação para reconstruir a matriz de conectividade de uma rede. Todos os códigos utilizados para estas simulações foram disponibilizados publicamente na plataforma GitHub, acessíveis pelo url: github.com/ViniciusLima94/ticodigoneural.

Keywords : teoria da informação; neurociência; simulação computacional; neurônios.

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