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Modelización teórico-experimental de redes neuronales implicadas en procesos cognitivos (project FIS2010-20054)

La cognición, definida como la percepción y comprensión de lo percibido, se construye a un nivel básico sobre la representación interna (RI) del entorno y del propio cuerpo del organismo. A pesar de los recientes avances experimentales en este campo, los principios biofísicos en que se basan las RIs de situaciones dinámicas se desconocen. Nuestros resultados previos sugieren que las RIs emergen de la dinámica no lineal de una red neuronal (contexto interno) modulada por las entradas sensoriales (contexto externo). Basándose en el principio de causalidad la red "extrae" los eventos críticos en la relación entre el animal y su entorno, y convierte la situación dinámica en un patrón espacial independiente del tiempo. De este modo las RIs emergen como atractores de codimensión dos en el espacio de fases de la red neuronal.

El objetivo principal de este proyecto consiste en unificar y fundamentar experimentalmente bajo un solo paradigma las RIs relacionadas con tres niveles cognitivos básicos: i) el implícito o primario, ii) del entorno y iii) del cuerpo. Para alcanzar este objetivo planteamos: 1) Desarrollar la teoría de las RIs y establecer mecanismos biofísicos que permitan su manejo versátil y eficaz (medidas de similitud algebraicas entre las RIs para su comparación, clusterización, promedios). 2) En base a la neuroarquitectura conocida proponer y modelizar circuitos neuronales capaces de generar las RIs. 3) Diseñar experimentos in-vivo enfocados a la búsqueda de correlatos electrofisiológicos de las RIs de situaciones dinámicas. 4) Demostrar la existencia de una población neuronal responsable de la generación de las RIs.