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dc.contributor.author
Sánchez Diaz, Margarita Maria
dc.contributor.author
Aguilar Trejo, Eyisto José
dc.contributor.author
Mártin, Daniel Alejandro
dc.contributor.author
Cannas, Sergio Alejandro
dc.contributor.author
Grigera, Tomas Sebastian
dc.contributor.author
Chialvo, Dante Renato
dc.date.available
2022-08-31T16:43:36Z
dc.date.issued
2021-12-29
dc.identifier.citation
Sánchez Diaz, Margarita Maria; Aguilar Trejo, Eyisto José; Mártin, Daniel Alejandro; Cannas, Sergio Alejandro; Grigera, Tomas Sebastian; et al.; Similar local neuronal dynamics may lead to different collective behavior; American Physical Society; Physical Review E: Statistical, Nonlinear and Soft Matter Physics; 104; 6; 29-12-2021; 1-10
dc.identifier.issn
2470-0045
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/167047
dc.description.abstract
This report is concerned with the relevance of the microscopic rules that implement individual neuronal activation, in determining the collective dynamics, under variations of the network topology. To fix ideas we study the dynamics of two cellular automaton models, commonly used, rather in-distinctively, as the building blocks of large-scale neuronal networks. One model, due to Greenberg and Hastings (GH), can be described by evolution equations mimicking an integrate-and-fire process, while the other model, due to Kinouchi and Copelli (KC), represents an abstract branching process, where a single active neuron activates a given number of postsynaptic neurons according to a prescribed "activity"branching ratio. Despite the apparent similarity between the local neuronal dynamics of the two models, it is shown that they exhibit very different collective dynamics as a function of the network topology. The GH model shows qualitatively different dynamical regimes as the network topology is varied, including transients to a ground (inactive) state, continuous and discontinuous dynamical phase transitions. In contrast, the KC model only exhibits a continuous phase transition, independently of the network topology. These results highlight the importance of paying attention to the microscopic rules chosen to model the interneuronal interactions in large-scale numerical simulations, in particular when the network topology is far from a mean-field description. One such case is the extensive work being done in the context of the Human Connectome, where a wide variety of types of models are being used to understand the brain collective dynamics.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
American Physical Society
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
Neuronal dynamics
dc.subject
Complex networks
dc.subject
Collective behavior
dc.subject
Network topology
dc.subject.classification
Otras Ciencias Físicas
dc.subject.classification
Ciencias Físicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.subject.classification
Biofísica
dc.subject.classification
Ciencias Biológicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
Similar local neuronal dynamics may lead to different collective behavior
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2022-08-31T14:42:46Z
dc.identifier.eissn
2470-0053
dc.journal.volume
104
dc.journal.number
6
dc.journal.pagination
1-10
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.description.fil
Fil: Sánchez Diaz, Margarita Maria. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnologia. Centro de Estudios Multidisciplinarios En Sistemas Complejos y Ciencias del Cerebro.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Aguilar Trejo, Eyisto José. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnologia. Centro de Estudios Multidisciplinarios En Sistemas Complejos y Ciencias del Cerebro.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Mártin, Daniel Alejandro. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnologia. Centro de Estudios Multidisciplinarios En Sistemas Complejos y Ciencias del Cerebro.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Cannas, Sergio Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Física Enrique Gaviola; Argentina
dc.description.fil
Fil: Grigera, Tomas Sebastian. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina
dc.description.fil
Fil: Chialvo, Dante Renato. Universidad Nacional de San Martin. Escuela de Ciencia y Tecnologia. Centro de Estudios Multidisciplinarios En Sistemas Complejos y Ciencias del Cerebro.; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Físicas. - Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ciencias Físicas; Argentina
dc.journal.title
Physical Review E: Statistical, Nonlinear and Soft Matter Physics
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.104.064309
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevE.104.064309
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