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Saltos de fase en sistemas de dos neuronas de Hodgkin-Huxley con ruido intrı́nseco acopladas
difusivamente
J. M. Casado, J. P. Baltanás∗,†
Área de Fı́sica Teórica
Universidad de Sevilla
Apartado de Correos 1065, 41080 Sevilla
Como es bien sabido, en la modelización de la dinámica
neuronal es habitual incorporar términos de ruido para reproducir, al menos de forma cualitativa, el carácter aparentemente
estocástico de algunas variables asociadas a dicha dinámica.
Normalmente, el ruido suele aparecer como un término aditivo que suele afectar a la variable de voltaje del modelo neuronal considerado, por lo que ha de interpretarse necesariamente bien como ruido sináptico, consecuencia de la actividad
eléctrica del resto de la red neuronal, bien como ruido externo
introducido por el experimentador o presente en alguna señal
con la que la neurona es estimulada.
Sin embargo, pocas veces se ha prestado atención al papel
que juega el ruido interno en el procesado de señales por parte
de las neuronas, ası́ como a su efecto sobre otros comportamientos interesantes desde el punto de vista neurobiológico.
En este trabajo, se considera un modelo realista de la actividad neuronal (el modelo de Hodgkin-Huxley) que incorpora
el efecto del ruido interno en las ecuaciones de las variables
que gobiernan los procesos de apertura y cierre de los canales
iónicos1,2 . Partiendo de este modelo, se estudia el efecto del
ruido de canal en algunos aspectos de la sincronización de fa-
XII Fı́sica Estadı́stica, FisEs’03, 23-25 Octubre, Pamplona Spain
se de dos neuronas de este tipo, como continuación al análisis
realizado por Casado3 .
En particular, se muestra como el ruido de canal permite al
sistema evolucionar en regı́menes muy diversos que van desde el bloqueo en anti-fase de las neuronas a una dinámica de
saltos de fase aleatorios entre dos valores simétricos de la fase
relativa. Mediante simulaciones numéricas, se construye un
diagrama de sincronización que muestra los cambios de estructura de la función de distribución de la fase cı́clica relativa; ası́mismo, se pone de manifiesto que una eventual señal de
forzado permite controlar los saltos de fase entre los estados
referidos anteriormente.
∗
baltanas@escet.urjc.es, baltanas@us.es
Área de Fı́sica Aplicada, Universidad Rey Juan Carlos, Móstoles
(Madrid)
1 R. F. Fox and Y. Lu, Phys. Rev. E 60, 7235 (1994).
2 G. Schmid, I. Goychuk and P. Hänggi, Europhys. Lett. 56 (1), 22
(2001).
3 J. M. Casado, Phys. Lett. A 310, 400 (2003).
†
PRUEBAS de la Contribucion número 1