Universalidad, sistemas complejos y neurociencia    

Curso de doctorado Actividad inaugural del CEMSC3 (Complex Systems & Brain Sciences )  

     Profesores Dr. Enzo Tagliazucchi (tagliazucchi.enzo@googlemail.com) Dr. Dante Chialvo (dchialvo@gmail.com) Horarios Clases teórico-prácticas semanales a partir del Miércoles 18 de Mayo a las 15 hs. Los horarios de las clases siguientes se coordinarán en la reunión inicial (tentativamente los días Lunes en el mismo horario). Descripción del curso El cerebro humano es un sistema complejo auto-organizado de asombrosa complejidad. El objetivo último de la neurociencia es comprender la organización y función de este sistema complejo. La aplicación de métodos de la física de los sistemas complejos puede utilizarse para comprender de manera holística e integrada el funcionamiento del cerebro como un todo. Nuestro objetivo será estudiar cómo datos experimentales de neuroimágenes pueden utilizarse para identificar algunos principios fundamentales que rigen el funcionamiento del cerebro humano y comparar estos principios con aquellos de otros sistemas físicos complejos que se observan en la naturaleza (e.g. redes complejas, criticalidad auto-organizada, complejidad en sistemas dinámicos). El curso estará destinado a estudiantes de disciplinas cuantitativas (física, ingeniería, computación) que quieran familiazarse con la frontera actual del conocimiento en cuanto a neuroimágenes y su uso para informar teorías sobre el funcionamiento del cerebro humano como un sistema complejo auto-organizado, así también a científicos de otras disciplinas (biología, psicología, medicina, linguística, etc) que precisen una introducción a los aspectos cuantitativos de las neurociencias y las neuroimágenes.

Temario  1. Introducción al cerebro y la neurociencia a. Neuronas y conectividad entre neuronas. b. Estructura y función en el cerebro humano. c. Overview de la organización y anatomía del cerebro. d. Perspectiva histórica. 2. El cerebro como una red compleja a. Introducción a la teoría de redes complejas. b. Concepto de “conectoma” c. Distintos conectomas revelados por distintos métodos: neuroimágenes. d. Conectoma humano, enfermedad y cognición. 3. La dinámica compleja del cerebro a. Concepto de complejidad. b. Mecanismos para la emergencia de la complejidad en el cerebro. c. Criticalidad estadística y dinámica. d. Fractales, auto-similaridad, invarianza de escala. 4. Modelos matemáticos del cerebro a gran escala a. Vinculando estructura y función en el cerebro mediante modelado matemático. b. Modelos críticos de la actividad cerebral. c. Modelos de osciladores no-lineales y poblaciones de neuronas. d. Posibles usos del modelado de la actividad cerebral a gran escala. 5. Introducción a las neuroimágenes a. Resonancia magnética funcional: principios físicos. b. Resonancia magnética funcional: análisis de datos. c. Electrofisiología no invasiva en humanos: EEG y MEG. 6. Actividad espontánea en el cerebro humano. a. Concepto de “resting-state” b. Organización del cerebro a gran escala: redes de estado de reposo, conectividad. c. “Mining” de grandes bases de datos de actividad espontánea cerebral. 7. Cognición, conciencia y sistemas complejos. a. Modelos de conciencia. b. Estudios empíricos sobre complejidad en distintos estados de conciencia. c. Determinación de niveles de conciencia utilizando neuroimágenes. Régimen de aprobación Desarrollo de un trabajo práctico / presentación oral o escrita sobre trabajos científicos seleccionados.

Inscripción Mediante la página web del curso: https://neurocurso.wordpress.com/inscripcion/ Cómo llegar Universidad Nacional de San Martín CEMSC-Center for Complex Systems & Brain Sciences. Auditorio del Anexo de la Escuela de Ciencia y Tecnologia. Campus Miguelete. 25 de Mayo 1169. Tren: Ramal San Martín hasta la estación Migueletes y 5 minutos de caminata hasta el edificio. Auto: “25 de Mayo 1169, Villa Lynch, San Martín” en GPS o Google Maps. Colectivo: Lineas 21, 28, 117 hasta General Paz y Av. San Martín y 15 minutos de caminata.