Dinámica neuronal de una población de neuronas: correlaciones subyacentes para bajas y altas frecuencias

Abstract

La presencia de correlaciones mayores dos en los inputs comunes a las poblaciones neuronales y enlos outputs de potenciales de acción induce la necesidad de desarrollar un nuevo marco teórico quetenga en cuenta la complejidad de la actividad sincronizada entre los patrones. Es aceptado que lospotenciales de acción sincronizados de muchas neuronas pueden por ejemplo modicar sustancialmentela información de las componentes de frecuencia de los potenciales de campo local (LFPs). En particularlos electroencefalogramas sobre el cuero cabelludo, registrados por un solo electrodo, son una versiónsuavizada espaciotemporalmente hablando del LFP. En este trabajo desarrollamos un formalismo quenos permite cuanticar la cantidad de correlaciones de orden superior a dos en las entradas y salidasneuronales de una población de neuronas. Esto nos permite capturar la dinámica producida por cambiossutiles en los inputs y los outputs de poblaciones neuronales cuanticando los momentos de órdenessuperiores a dos. Presentamos un análisis exhaustivo de cómo las estadísticas de los inputs transformanel proceso de umbral en las estadísticas de los outputs, y mostramos bajo qué condiciones las correlacionesde orden superior pueden conducir a un número mayor o menor de potenciales de acción sincronizadosen la población neuronal. Finalmente a nivel de bajas frecuencias caracterizamos el strength del networkneuronal para diferentes ritmos de oscilación en el cerebro.