Complexitatea Dinamicii Corticale în Timpul Legãrii Perceptuale: Oscilaþii Gamma
Rezumat
Una dintre cele mai importante funcþii ale sistemului vizual uman este legarea perceptualã (perceptual binding), un
proces care stã la baza capacitãþii noastre de a percepe lumea. Recent, s-a arãtat cã oscilaþiile corticale în banda gamma
joacã un rol crucial în acest proces. Vom investiga, folosind înregistrãri electroencefalografice (EEG) de mare densitate,
pe subiecþi umani, funcþia oscilaþiilor gamma pentru legarea perceptualã. Rolul activitãþii gamma va fi studiat din douã
perspective. În primul rând, aceasta ar putea reprezenta un mecanism pentru explorarea spaþiului de stãri corticale,
înaintea gãsirii unei soluþii pentru codificarea scenei vizuale. A doua posibilitate este cã oscilaþiile gamma sunt un
mecanism direct implicat în reprezentarea soluþiei vizuale. Aceste ipoteze vor fi testate folosind o paradigmã psihofizicã
de legare perceptualã. În paralel, vom investiga evoluþia complexitãþii semnalului EEG ca funcþie de dificultatea taskului
perceptual. Se vor aplica metode non-liniare avansate, bazate pe dimensiunea fractalã, descriptori TESPAR ºi
analiza de pattern-uri multi-dimensionale, dezvoltate deja de membri grupului de cercetare. Prin utilizarea acestor
metode, intenþionãm sã studiem ipoteza conform cãreia sistemele neuronale rezolvã probleme (vizuale) prin explorarea
unui spaþiu hiper-dimensional de stãri ºi selecþia consecutivã a soluþiei pe baza unor atractori învãþaþi în prealabil. Accent
special se va pune pe rolul oscilaþiilor gamma în timpul procesului perceptual ºi corelaþia acestora cu complexitatea
semnalului EEG. Implicaþiile potenþiale ale proiectului sunt vaste. Acesta va contribui la o mai bunã înþelegere a
oscilaþiilor gamma, cunoscute a fi implicate în boli neurologice ca: schizofrenia, epilepsia, autismul, bolile Alzheimer ºi
Parkinson. Mai mult, ne va ajuta la o mai bunã înþelegere a proceselor care stau la baza percepþiei vizuale, cu implicaþii
importante atât pentru industrie cât ºi pentru societate.
Echipa de cercetare
|
Dr. Ing. Raul C. Mureºan, director de proiect. Grad de implicare în proiect > 75%. [Pagina personalã] [Curriculum Vitae] |
|
|
Dipl. Ing. Vlad V. Moca, cercetãtor doctorand. Grad de implicare în proiect > 86%. [Curriculum Vitae] |
|
|
Ioana Ţincaº, cercetãtor doctorand. Grad de implicare în proiect > 76%. [Curriculum Vitae] |
|
|
Dipl. Ing. Ovidiu F. Jurjuþ, cercetãtor doctorand. Finanþare externã (Germania). [Curriculum Vitae] |
|
|
Dr. Rãzvan V. Florian, cercetãtor cu experienþã (postdoc). [Pagina personalã] |
Obiective ºi activitãþi
Raport de activitate pe anul 2007.
[pdf]
Raport de activitate pe anul 2008.
[pdf]
Raport de activitate pe anul 2009.
[pdf]
Raport final de activitate (2010).
[pdf]
Rezultate
Sinteza lucrãrii pe anul 2007.
[pdf]
Sinteza lucrãrii pe anul 2008.
[pdf]
Sinteza lucrãrii pe anul 2009.
[pdf]
Sinteza lucrãrii (final 2010).
[pdf]
Publicaþii
Articole:
Moca V.V., Tincas I., Melloni L., Muresan R.C. (2011), Visual exploration and object recognition by lattice deformation. PLoS One 6(7): e22831.
[pdf]
[link]
Jurjut O.F., Nikolic D., Pipa G., Singer W., Metzler D., Muresan R.C. (2009), A color-based visualization technique for multi-electrode spike trains. Journal of Neurophysiology 102:3766-3778, 2009.
[pdf]
Moca V.V., Scheller B., Muresan R.C., Daunderer M., Pipa G. (2009), EEG under anesthesia - feature extraction with TESPAR. Computer Methods and Programs in Biomedicine 95:191-202.
[pdf]
Muresan R.C., Jurjut O.F., Moca V.V., Singer W., Nikolic D. (2008), The Oscillation Score: An Efficient Method for Estimating Oscillation Strength in Neuronal Activity. Journal of Neurophysiology 99:1333-1353.
[pdf & free source code]
Nikolic D., Moca V.V., Singer W. and Muresan R.C. (2008), Properties of multivariate data investigated by fractal dimensionality. Journal of Neuroscience Methods 172(1):27-33.
[link]
Muresan R.C., Singer W., Nikolic D. (2008), The InfoPhase Method or How to Read Neurons with Neurons. In V. Kurkova et al. (eds.): ICANN 2008, Part II, Lecture Notes in Computer Science 5164, pp. 498-507, Springer, Berlin / Heidelberg.
[pdf] [link]
Moca V.V., Nikolic D., and Muresan R.C. (2008), Real and Modeled Spike Trains: Where Do They Meet? In V. Kurkova et al. (eds.): ICANN 2008, Part II, Lecture Notes in Computer Science 5164, pp. 488-497, Springer, Berlin / Heidelberg.
[pdf] [link]
Rezumate, rezumate extinse, postere ºi prelegeri invitate:
-
Muresan R.C. (2009), Combined Approaches to Understanding the Brain, invited talk at Seminari di Neuroscienze e Scienze Psichologiche e Psichiatriche, University of Verona, Verona, Italy.
-
Muresan R.C., Tincas I., Moca V.V., Melloni L. (2009), Probing the visual system with visual hypotheses, (CNS Meeting 09) Berlin Germany: BMC Neuroscience 10 (Suppl 1), p. 356.
[pdf] [link] -
Moca V.V., Scheller B., Muresan R.C., Daunderer M., Pipa G. (2009), EEG processing with TESPAR for depth of anesthesia detection, (CNS Meeting 09) Berlin Germany: BMC Neuroscience 10 (Suppl 1), p. 68.
[pdf] [link] -
Muresan R.C., Tincas I., Moca V.V., Melloni L. (2009), Vision by inference: visual recognition under uncertainty, (ASSC XIII) Berlin Germany, p. 195.
[link] -
Moca V.V., Scheller B., Muresan R.C., Daunderer M., Pipa G. (2009), Importance of EEG frequency bands in the assessment of depth of anesthesia, (ASSC XIII) Berlin Germany, p. 187.
[link] -
Muresan R.C. (2009), Investigating Brain Function from Multiple Perspectives: Modeling, Experiment, Analysis, invited talk at AHFMR Polaris Mini Workshop on Brain Dynamics, Canadian Centre for Behavioural Neuroscience, Lethbridge, Canada.
-
Muresan R.C. (2008), Dynamics of self-sustained microcircuits examined with regular-spiking readouts, (CNS Meeting 08) Portland (Oregon), USA: BMC Neuroscience 9 (Suppl 1), p. 37.
[pdf] [link] -
Jurjut O.F., Nikolic D., Singer W., Metzler D., Muresan R.C. (2008), Multidimensional Patterns of Neuronal Activity: How do we see them?, (CNS Meeting 08) Portland (Oregon), USA: BMC Neuroscience 9 (Suppl 1), p. 128.
[pdf] [link] -
Jurjut O.F., Nikolic D., Singer W., Metzler D., Muresan R.C. (2008), Exploring Parallelly Recorded Spike Trains, (Cosyne 08) Salt Lake City, USA, I-33.
[pdf] -
Muresan R.C. (2007), Do I integrate or do I resonate? That is the question! Coherent Behavior in Neural Networks (CoBeNN) Mallorca, Spain, P23.
[pdf] -
Jurjut O.F., Nikolic D., Metzler D., Singer W., Muresan R.C. (2007), Vizualizing Multi-dimensional Neuronal Data, Coherent Behavior in Neuronal Networks (CoBeNN) Mallorca, Spain, P16.