Signs of criticality in a virtual vertebrate retina

dc.creatorLuisa Fernanda Ramirez Ochoa
dc.date.accessioned2019-08-12T11:02:11Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:35:51Z
dc.date.available2019-08-12T11:02:11Z
dc.date.issued2018-06-15
dc.description.abstractThe objective of our work is to apply the concepts of statistical mechanics to the virtual retina of a vertebrate, in order to verify some of the assertions made in Ref [51]. By means of a whole simulation of the vertebrate retina network[35], we obtained data from the ganglion layer as a discrete pattern of activity (spike), or silence from each ganglion neuron. We used maximum entropy criteria to and the probability distribution that describes the system, and we used inverse Monte Carlo simulations for tting the parameters to within a precision by means of a gradient descent algorithm. Since our purpose is to make a thermodynamic analysis of this system, we found this distribution for dierent groups of neurons with sizes ranging from 9 to 49 cells each, and we constructed the curves of specic heat. We found that these curves have a peak increasing with the system length at the e ective temperature of the retina, suggesting the existence of criticality. In addition, our results agree with the experiments carried out in Ref [51] and strengthen the hypothesis that biological systems may work in a critical state.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/SMRA-BDSNCZ
dc.languageInglês
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectRetina virtual dos vertebrados
dc.subjectMecanica estatistica
dc.subjectTermodinâmica
dc.subject.otherretina virtual dos vertebrados
dc.subject.otherMecanica estatistica
dc.subject.othertermodinâmica
dc.titleSigns of criticality in a virtual vertebrate retina
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Ronald Dickman
local.contributor.referee1Gerald Weber
local.contributor.referee1Lucas Lages Wardil
local.description.resumoO objetivo do nosso trabalho é aplicar os conceitos de mecânica estatística ao retina virtual de um vertebrado, a fim de verificar algumas das afirmações feitas Ref [51]. Por meio de uma simulação completa da rede de retina de vertebrados [35], obtivemos dados da camada ganglionar como um padrão discreto de atividade (spike), ou silêncio de cada neurônio do gânglio. Nós usamos critérios de entropia máxima para encontrar a distribuição de probabilidade que descreve o sistema, e usamos o inverso do Monte Simulações de Carlo para ajustar os parâmetros dentro de uma precisão por meio de um algoritmo de descida de gradiente. Já que nosso propósito é fazer uma terapia termodinâmica análise desse sistema, encontramos essa distribuição para diferentes grupos de neurônios com tamanhos variando de 9 a 49 células cada, e construímos as curvas de calor. Descobrimos que essas curvas têm um pico crescente com o comprimento do sistema na temperatura efetiva da retina, sugerindo a existência de criticidade. Além disso, nossos resultados concordam com os experimentos realizados em Ref [51] e reforçar a hipótese de que sistemas biológicos podem funcionar em estado crítico
local.publisher.initialsUFMG

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