Simulazione dello sviluppo di una rete di neuroni regolato da processi bioelettrochimici dipendenti dall'attività elettrica

La tesi si inserisce nel filone della Neuroingegneria e Neuroscienza Computazionale. Da una modellistica di tipo non-deterministico e spazialmente discreto dei fenomeni di permeazione ionica ai capi di una membrana plasmatica eccitabile di un neurone è stato dedotto il formalismo classico deterministico e continuo, e da esso un modello semplificato a singolo compartimento di neurone (integra-e-spara) con un procedimento matematicamente giustificato, in vista di simulazioni di reti estese di neuroni. In tale modello ridotto sono stati introdotti effetti di ordine superiore quali l’attività spontanea e i fenomeni di sintesi e rimozione dei canali proteici determinanti le proprietà elettriche intrinseche e dipendenti dall’attività elettrica stessa.
Infine, oltre a descrivere matematicamente la trasmissione sinaptica per via chimica fra due neuroni connessi, è stata modellata in parte l’embriogenesi di una popolazione neuronale, descrivendo elongazione e retrazione dei coni di crescita neuritici e la sinaptogenesi in una rete di unità di neuroni modello integra-e-spara auto-organizzante.