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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E07 - Plasticidad sináptica (Hebb, LTP/LTD, STDP)
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
ID:3971
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Peso sináptico efectivo y actividad correlacionada
La plasticidad modifica el peso efectivo de una sinapsis, que el texto describe como proporcional a la conductancia del canal ya definida. El cambio depende de la actividad correlacionada entre las neuronas pre- y postsináptica conectadas por esa sinapsis; una mayor coincidencia de actividad constituye la señal de entrada común a varias reglas de plasticidad.
Grupo 2: Grupo 2: Fortalecimiento hebbiano
La regla de Hebb fortalece el peso efectivo cuando la neurona presináptica y la postsináptica están activas simultáneamente. La relación cualitativa es positiva: mayor actividad simultánea/correlacionada favorece un mayor incremento del peso, sin que el texto especifique saturación o normalización para la regla clásica.
Grupo 3: Grupo 3: Normalización de Oja
La regla de Oja conserva el fortalecimiento asociado a actividad correlacionada pero añade normalización para impedir crecimiento ilimitado. A medida que el peso efectivo se aproxima a su límite superior, el crecimiento producido por una misma actividad correlacionada disminuye, introduciendo una limitación dependiente del propio peso.
Grupo 4: Grupo 4: Umbral deslizante BCM
El modelo de Bienstock, Cooper y Munro introduce un umbral deslizante dependiente de la actividad postsináptica promedio reciente. Si esa actividad promedio aumenta, el umbral sube; por ello una misma actividad correlacionada puede producir potenciación o depresión según el historial reciente postsináptico y su relación con el umbral.
Grupo 5: Grupo 5: Plasticidad dependiente del tiempo de disparos
La plasticidad dependiente del tiempo relativo de disparos usa el orden temporal entre disparos pre- y postsinápticos. Si el disparo presináptico precede al postsináptico, el peso tiende a potenciarse; si el orden se invierte, tiende a deprimirse. El texto establece la asimetría causal, pero no especifica la forma temporal ni constantes de decaimiento.
Grupo 6: Grupo 6: Señalización postsináptica por calcio
La concentración de calcio intracelular postsináptico actúa como señal biofísica común que media los cambios descritos por las distintas reglas. Tanto la magnitud como la dinámica temporal del calcio determinan qué cascada se desencadena, aunque la narrativa no proporciona umbrales ni leyes funcionales cuantitativas.
Grupo 7: Grupo 7: Potenciación y depresión a largo plazo
La señal de calcio postsináptico puede desencadenar una cascada de potenciación a largo plazo o una cascada de depresión a largo plazo. Estas cascadas aumentan o disminuyen, respectivamente, el mismo peso efectivo de la sinapsis y constituyen el resultado biofísico final de la plasticidad dirigida descrita.
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