il codice neurale. 1 o problema: come viene generato il codice neuronale? 2 o problema : cosa...
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Il codice neurale
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1o problema:
COME VIENE GENERATO IL CODICE NEURONALE?
2o problema :
COSA SIGNIFICA IL CODICE NEURONALE?
Dobbiamo saperci porre nella posizione di chi scrive (1o) e di chi legge (2o).
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Codificazione tutto-o-nulla mediante i p.d.a.
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Codificazione in frequenza ed adattamento
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Feature-selectivity
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mapping
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La scoperta di rate coding, feature selectivity, cortical maps, suggerisce che:
1) I neuroni codificano caratteristiche elementari dello stimolo.
2) I neuroni elaborano lo stimolo anziché riprodurlo fedelmente.
3) Esiste un ordine gerarchico nell’elaborazione dell’informazione.
4) Percezioni complesse sono costruite partendo da caratteristiche elementari
5) Qualità differenti dello stimolo sono convogliate a regioni differenti del sistema nervoso
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I treni di spikes contengono struttura, correlazione, e caos
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a) Le sequenze di p.d.a. hanno struttura (bursts, adattamento)
b) I tempi di reazione del SNC sono nell’ordine di 102 ms, e la frequenza di scarica neuronale è nell’ordine di 102 Hz.
c) La corteccia presenta oscillazioni ritmiche a circa 40 Hz (banda )
d) La precisione delle risposte alla stimolazione sinaptica è inferiore al millisecondo
Il time-coding può essere particolarmente importante nel SNC
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Comprendere il codice neurale significa comprendere le relazioni tra i treni di spikes e gli eventi reali del mondo sensoriale
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Il codice neuronale ha
natura probabilistica
Bisogna quantificare la randomness mediante teorie probablistiche
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iii tP
tsPtstPttsP
)()()( Uguagliando le due probabilità
congiunte si ottiene la Legge di Bayes
)()(),( sarà congiunta àprobabilit la che risulta Ne
mente.simultanea trenoquel e stimolo quello osservare di congiunta àprobabilit la è ),(
priori. a àprobabilit detta è ed ),( trattaè cui da àprobabilit di onedistribuzi la è )(
stimoli. possibili di onedistribuzi una da preso è stimolo lo che moconsideria Inoltre
.)( tacondiziona àprobabilit la è Questa
e.particolarin uno osservarne di àprobabilit la ocalcolerem distinti, trainsspike numerosi esistono Poichè
. trainsspike gli misuriamo e )( stimolo uno oApplichiam
tsPtstPttsP
ttsP
tstsP
tstP
tts
ii
i
i
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Ma noi dobbiamo essere in grado di decidere qual’era lo stimolo dato un particolare spike train.
iii tPttsPttsP )(),( sarà congiunta àprobabilit la che risulta Ne
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Applicazoine della Legge di Bayes a dati sperimentali
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E’ possibile quantificare l’informazione ?
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Il codice binario
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Il teorema di Shannon: informazione = entropia
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L’entropia di un treno di impulsi
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Organizzazione colonnare della corteccia: codici di popolazione
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Operazioni di algebra vettoriale consentono al cervello di trasformare le coordinate spaziali sensoriali e motorie.