Home // Posts tagged "Autocentrado"

Entrevista com Osame Kinouchi

1


CIÊNCIA

O que você investiga? Qual é o núcleo de sua investigação?
Física Computacional Interdisciplinar: Redes Complexas em Linguística e Psiquiatria, Transição Vítrea, Otimização de Estratégia Exploratória por Animais, Métodos de Aprendizagem em Redes Neurais Artificiais, Neurociência Teórica e Computacional (Modelos de Neurônios, Dentritos Excitáveis, Modelagem do Bulbo Olfatório, Psicofísica, Teoria de Sonhos e Sono REM), Criticalidade Auto-Organizada (Modelos de Terremotos, Avalanches Neuronais) , Modelos de Evolução Cultural (evolução da culinária), Astrobiologia (Modelos de Colonização Galática),  Cientometria e Divulgação Científica (Portal de Blogs Científicos em Língua Portuguesa).
Você tem algum link onde possamos ver algo sobre você, ou sobre o centro onde você trabalha?
Meus artigos no repositório livre ArXiv de Física: http://arxiv.org/a/kinouchi_o_1
Meu curriculo Lattes: http://tinyurl.com/3h28kr8
Qual é sua formação? Que experiência de trabalho tinha antes disto?
Bacharelado em Física, Mestrado em Física Básica, Doutorado em Física da Matéria Condensada, Pós-doutorado em Física Estatística e Computacional. Primeiro emprego na USP, aos 40 anos de idade!
Você era muito estudioso no colégio?
Não. Eu apenas lia compulsivamente enciclopédias…Tirar nota boa sempre foi fácil.
Que tipo de tecnologia você está usando para sua investigação?
Um bom notebook é suficiente para realizar minha pesquisa. Read more [+]

Artigos em neurociência teórica, criticalidade em árvores dendríticas

journal.pcbi.1000402.g001

Leonardo Lyra Gollo me incentivou a retomar o blog. Obrigado pelo incentivo, Leo!

Single-Neuron Criticality Optimizes Analog Dendritic Computation

Leonardo L. GolloOsame KinouchiMauro Copelli
(Submitted on 17 Apr 2013)

Neurons are thought of as the building blocks of excitable brain tissue. However, at the single neuron level, the neuronal membrane, the dendritic arbor and the axonal projections can also be considered an extended active medium. Active dendritic branchlets enable the propagation of dendritic spikes, whose computational functions, despite several proposals, remain an open question. Here we propose a concrete function to the active channels in large dendritic trees. By using a probabilistic cellular automaton approach, we model the input-output response of large active dendritic arbors subjected to complex spatio-temporal inputs, and exhibiting non-stereotyped dendritic spikes. We find that, if dendritic spikes have a non-deterministic duration, the dendritic arbor can undergo a continuous phase transition from a quiescent to an active state, thereby exhibiting spontaneous and self-sustained localized activity as suggested by experiments. Analogously to the critical brain hypothesis, which states that neuronal networks self-organize near a phase transition to take advantage of specific properties of the critical state, here we propose that neurons with large dendritic arbors optimize their capacity to distinguish incoming stimuli at the critical state. We suggest that “computation at the edge of a phase transition” is more compatible with the view that dendritic arbors perform an analog and dynamical rather than a symbolic and digital dendritic computation.

Comments: 11 pages, 6 figures
Subjects: Neurons and Cognition (q-bio.NC)
Cite as: arXiv:1304.4676 [q-bio.NC]
(or arXiv:1304.4676v1 [q-bio.NC] for this version)

Mechanisms of Zero-Lag Synchronization in Cortical Motifs

(Submitted on 18 Apr 2013)

Zero-lag synchronization between distant cortical areas has been observed in a diversity of experimental data sets and between many different regions of the brain. Several computational mechanisms have been proposed to account for such isochronous synchronization in the presence of long conduction delays: Of these, the phenomena of “dynamical relaying” – a mechanism that relies on a specific network motif (M9) – has proven to be the most robust with respect to parameter and system noise. Surprisingly, despite a contrary belief in the community, the common driving motif (M3) is an unreliable means of establishing zero-lag synchrony. Although dynamical relaying has been validated in empirical and computational studies, the deeper dynamical mechanisms and comparison to dynamics on other motifs is lacking. By systematically comparing synchronization on a variety of small motifs, we establish that the presence of a single reciprocally connected pair – a “resonance pair” – plays a crucial role in disambiguating those motifs that foster zero-lag synchrony in the presence of conduction delays (such as dynamical relaying, M9) from those that do not (such as the common driving triad, M3). Remarkably, minor structural changes to M3 that incorporate a reciprocal pair (hence M6, M9, M3+1) recover robust zero-lag synchrony. The findings are observed in computational models of spiking neurons, populations of spiking neurons and neural mass models, and arise whether the oscillatory systems are periodic, chaotic, noise-free or driven by stochastic inputs. The influence of the resonance pair is also robust to parameter mismatch and asymmetrical time delays amongst the elements of the motif. We call this manner of facilitating zero-lag synchrony resonance-induced synchronization and propose that it may be a general mechanism to promote zero-lag synchrony in the brain.

Comments: 27 pages, 8 figures
Subjects: Neurons and Cognition (q-bio.NC)
Cite as: arXiv:1304.5008 [q-bio.NC]
(or arXiv:1304.5008v1 [q-bio.NC] for this version)

Palestra no Instituto de Estudos Avançados (RP) sobre Ciência e Religião

 

sexta-feira, 9 de novembro de 2012

Ciência e Religião: quatro perspectivas

Escrito por 

Data e Horário: 26/11 às 14h30
Local: Salão de Eventos do Centro de Informática de Ribeirão Preto – CIRP/USP (localização)

O evento, que será apresentado por Osame Kinouchi, discutirá quatro diferentes visões sobre a interação entre Ciência e Religião: o conflito, a separação, o diálogo e a integração. Examinando as fontes de conflito recentes (Culture Wars), o professor sugere que elas têm origem no Romantismo Anticientífico, religioso ou laico.

Segundo Osame, a ideia de separação entre os campos Religioso e Científico já não parece ser viável devido aos avanços da Ciência em tópicos antes considerados metafísicos, tais como as origens do Universo (Cosmologia), da Vida (Astrobiologia), da Mente (Neurociências) e mesmo das Religiões (Neuroteologia, Psicologia Evolucionária e Ciências da Religião).
A palestra mostrará também que tentativas de integração forçada ou prematura entre Religião e Ciência correm o risco de derivar para a Pseudociência. Sendo assim, na visão do professor, uma posição mais acadêmica de diálogo de alto nível pode ser um antídoto para uma polarização cultural ingênua entre Ateísmo e Religiosidade.

Vídeo do evento

Ciência como Brincadeira

Em Alfa Centauri B, planeta com massa igual à da Terra

Acredito que o Paradoxo de Fermi tem um poder heurístico ainda inexplorado. Ou seja, o Paradoxo pode ser usado como evidência (a ser explicada) contra possibilidades ou especulações científicas tais como Inteligência Artificial, Viagens por Túneis de Minhoca ou Máquinas do Tempo. Ele estabelece afirmações de impossibilidade similares ao enunciado da segunda lei da Termodinâmica em termos de impossibilidade de se criar uma máquina do Moto Perpétuo.

Por exemplo, seja R(t) o raio de detecção de civilizações extraterrestres, ou seja, um raio (que depende do tempo) no qual nossa tecnologia é capaz de detectar tais civilizações. Podemos afirmar a partir desse conceito que não existe nenhuma civilização mais avançada que a nossa em um raio menor que R(t), dado que ela teria tido tempo de nos detectar e possivelmente nos colonizar.

Por outro lado, seja R_c o raio de colonização da civilização galática mais próxima do Sol e seja D a distância entre o centro dessa civilização e o Sol. Pelo Paradoxo de Fermi (“Onde está todo mundo?”), podemos concluir que D > R_c, a menos que o processo de colonização não seja descrito por uma difusão simples mas sim por uma difusão anômala, talvez fractal, de modo que a Terra se situa dentro de uma bolha vazia, não colonizada. Sendo assim, podemos concluir que não existem civilizações avançadas próximas de nós.

Também podemos prever que não estamos em uma região típica da Galáxia (em termos de densidade de planetas habitáveis). O mais provável é que estamos em uma região atípica (similar ao Deserto do Saara aqui na Terra) onde os planetas habitáveis e habitados são raros.  Ou seja, eu posso prever com algum grau de confiança que o telescópio Kepler vai detectar uma distribuição de planetas atípica (em termos de massa, distância da estrela central, presença na zona habitável da estrela – onde é possível haver água líquida etc.). Ou seja, vai ser muito difícil achar nas proximidades do Sol um planeta tipo Terra, situado na zona habitável de uma estrela mais velha que o Sol, pois tal planeta possivelmente seria habitado e sua civilização já teria  tido um monte de tempo para nos colonizar. 

Por outro lado, podemos usar o Paradoxo de Fermi para eliminar a possibilidade de Inteligencia Artificial Forte Auto-reprodutiva (sondas de Von Newman ou Monolitos Negros do filme 2010). Se tais sondas fossem factíveis de serem criadas, elas estariam já aqui.

Bom, a alternativa à todos esses argumentos baseados no Paradoxo de Fermi é que eles realmente já estão aqui: podemos elaborar todo tipo de raciocínio conspiratório à la Arquivo X para tentar justificar a pergunta básica de porque os ETs, se realmente existem, não entram em contado conosco. Uma hipótese menos conspiratória seria que eles são antropólogos bonzinhos que já aprenderam que toda civilização inferior é destruída ou no mínimo absorvida culturalmente, pela civilização superior após um contato (Hipótese Zoo).

Finalmente, o Paradoxo de Fermi aumenta o ceticismo em relação à viagens com velocidade superluminal, warp drives etc. E uma versão temporal do Paradoxo pergunta: se é possível construir máquinas do tempo, onde estão os visitantes temporais? 

17/10/2012 – 05h05

Pesquisadores encontram planeta vizinho que é gêmeo da Terra

SALVADOR NOGUEIRA
COLABORAÇÃO PARA A FOLHA

É provavelmente a notícia mais esperada desde que o primeiro planeta fora do Sistema Solar foi descoberto, em meados dos anos 1990. Finalmente foi encontrado um planeta que tem praticamente a mesma massa da Terra.

E a grande surpresa: ele fica ao redor de Alfa Centauri, o conjunto estelar mais próximo do Sol. Read more [+]

Novo artigo sobre automata celulares e Paradoxo de Fermi

Saiu um novo artigo sobre a hipótese de percolação para o Paradoxo de Fermi, onde simulações de automata celulares em três dimensões são usadas.  Dessa vez, a conclusão dos autores é a de que as simulações não suportam a hipótese.

Bom, acho que isso não é o fim da história. Eu já sabia que, para a hipótese dar certo, a difusão deveria ser critica (ou seja, formando um cluster crítico ou levemente supercrítico de planetas ocupados).

Ou seja, a hipótese precisa ser complementada com algum argumento de porque a difusão deveria ser crítica. Bom, como sistemas críticos são abundantes nos processos sociais e biológicos, eu acho que basta encontrar esse fator de criticalidade para justificar o modelo. Minha heurística seria: Read more [+]

Vida Longa e Próspera ao CLFC

Clube dos Leitores de Ficção Científica do Brasil entrega o Prêmio Argos de Literatura Fantástica

Postado em 28 de setembro de 2012 por Clinton Davisson

Flávio Medeiros Jr – Melhor conto e Gerson Lodi-Ribeiro, Melhor Romance e prêmio especial pelo conjunto da obra, foram os grandes vencedores na noite!

Por jornalismo CLFC

O retorno do Prêmio Argos de Literatura Fantástica foi considerado um dos pontos altos do VI Fantasticon – Simpósio de Literatura Fantástica. A cerimônia aconteceu no domingo, dia 23, às 13h, no auditório da Biblioteca Viriato Corrêa, em Vila Mariana, SP. O prêmio Argos 2012 é feito por votação direta dos sócios do Clube dos Leitores de Ficção Científica do Brasil e visa eleger os melhores romances e contos do gênero fantástico (ficção científica, fantasia e terror) publicados em língua portuguesa no ano de 2011.

O escritor Gerson Lodi-Ribeiro foi o vencedor da principal categoria, Melhor Romance, com o livro A Guardiã da Memória.  Gerson também recebeu um prêmio especial pelo conjunto da obra e pelas contribuições à ficção científica nacional, dentre as quais, a própria criação do Argos no final do século passado.

Os outros indicados na categoria Romance, ou História Longa, foram: Eduardo Spohr com Filhos do Éden – Herdeiros de Atlântida; Flávio Carneiro com A Ilha; Luiz Bras com Sonho, Sombras e Super-heróis e Simone Saueressig com B9.

O médico mineiro, Flávio Medeiros Jr, levou o prêmio de melhor história curta com o conto O Pendão da Esperança, publicado na coletânea Space Opera. Os outros concorrentes eram: Alliah com Morgana Memphis Contra a Irmandade Gravibranâmica; Cirilo S. Lemos com O Auto do Extermínio; Clinton Davisson Fialho com A Esfera Dourada e Marcelo Jacinto Ribeiro  com Seu Momento de Glória. Os livros premiados foram publicados pela editora Draco.

A festa foi feita com muito humor e suspense com clara alusão ao prêmio Oscar norte-americano, com direito a um pequeno teatro de cosplayers que terminou com a entrada triunfal do presidente do CLFC, Clinton Davisson, que foi o apresentador da cerimônia. De acordo com a tradutora Mary Farrah, que coordenou a apresentação teatral, o grupo de atores é composto por membros de diversos fãs clubes de Star Wars. “Combinamos com a diretoria do CLFC que essa apresentação se daria gratuitamente, em troca apenas de uma doação do Clube para a instituição Casa da Sopa de Nova Iguaçu. Graças aos sócios, algumas crianças carentes terão um cardápio mais diversificado durante, pelo menos, mais três meses”, falou.

O grande vencedor da noite, Gerson Lodi-Ribeiro, elogiou a festa e se disse emocionado tanto com as premiações que recebeu, quanto com as ações de caráter social que o CLFC vem adotando na nova gestão. “Ficção científica engajada, que serve não apenas para inspirar o futuro com que muitos de nós sonhamos, mas para cuidar e ajudar a consertar o presente. De arrepiar os pelos!”, afirmou.

O prêmio chegou a ser considerado o mais importante do gênero na virada do século quando teve quatro edições, 1999, 2000, 2001 e 2003. Segundo o presidente do Clube dos Leitores de Ficção Científica do Brasil – CLFC, Clinton Davisson, o retorno do Argos faz parte de um plano de metas que visa a retomada definitiva do Clube fundado em 1985 e que chegou a ser reconhecido pela Science Fiction and Fantasy Writers of America – SFWA como entidade representativa no Brasil. “Com o advento da internet, muitas das funções do CLFC foram perdendo a razão de ser. Quando assumi, em outubro do ano passado, a proposta era repensar a utilidade do Clube. Partimos primeiro para retomar tudo o que ele fazia antes, só que adaptado à nova realidade do século XXI; como o Somnium, o antigo fanzine em papel, que foi  adaptado ao formato pdf para ser distribuído on-line; a criação da Biblioteca Nacional de Ficção Científica que estava prevista no estatuto; a volta do site oficial e, agora, o retorno do Prêmio Argos de Literatura Fantástica. Além disso, estamos criando coisas novas, como parceria com editoras para conseguir descontos para os sócios, sorteio de ingressos de cinema e, principalmente, ações sociais voltadas ao incentivo à leitura para crianças, cursos para jovens escritores e a formação de novos leitores”, explica Clinton.

Por que não sou inteligente

Segundo o teste do IQ Elite, meu QI é 97, abaixo da média. OK, várias das questões eu não entendi as palavras chave em inglês, demorei muito, em vez de me concentrar nas de matemática. Mas isso não é desculpa…  A menos que a língua materna de quem está sendo testado influencie no resultado. Acho que a burrice foi não ter usado o site em Português, que está disponível. Ou talvez seja a idade, plena decadência, eu sei…

Isso demonstra que qualquer pessoa de inteligencia mediana pode ser um físico, quebrando o paradigma (ou estereótipo) de que físicos são pessoas inteligentes. Afinal, eu seria o contra-exemplo. Pois certamente esses testes de QI da internet são infalíveis…

BAZINGA!

IQ Test

Verbal IQ Results

The results below show that you have answered 4 out of 5 verbal questions correctly. Read more [+]

O (quase) primeiro post do SEMCIÊNCIA

Estou fazendo a importação do SEMCIÊCIA do Blogger para o WordPress (não sabia que era tão fácil). Topei com este primeiro post, de 19 de junho de 2006. Infelizmente existe um gap nos posts antigos (os posts de maio, mês de nascimento do blog, e os posts de junho a dezembro (mais de 200!) foram deletados porque… hummm, naquela época eu estava me preparando para um concurso de livre docência e algumas pessoas diziam que ter um blog não era algo sério e que poderia me prejudicar se eu emitisse opiniões politicamente incorretas (em relação à USP), por exemplo. Ou seja, este não é realmente o primeiro post, mas sim, o primeiro que sobreviveu…

Mas este post de junho sobrou eu algum lugar, em um cache que achei um ano depois, e foi recuperado. Estou reproduzindo o mesmo porque o acho ainda bem atual e, além disso, pelo fato de que finalmente irei ministrar pela segunda vez a disciplina a que ele se refere, para a turma de Licenciatura em Química da FFCLRP.

oOo

SEGUNDA-FEIRA, JUNHO 19, 2006

INFINITO

Coincidência de novo. Eu estava aqui procurando uma figura para fazer este post sobre o volume especial “As diferentes faces do infinito” quando recebi um e-mail da Ana Cláudia Ferrari me dizendo que, sim, eu havia ganho duas assinaturas de graça, da SciAm e da Viver Mente e Cérebro. Tão vendo? Quem disse que não ganho nada com este blog?

É claro que isso não vai afetar minha atitude quanto à revista, pois a compro desde o primeiro número. Afinal basta eles manterem a qualidade e ocuparem o nicho da SUPERINTERESSANTE (pois esta está querendo substituir a PLANETA, que por sua vez trocou o esoterismo pela ecologia) já está ótimo! Todo apoio a você, SciAm!

A Ana me perguntou se é verdade que meus alunos realmente lêem as revistas. Bom, alunos de Estatística I, respondam prá ela ai nos comentários. Em todo caso, conto aqui duas maneiras de usar a SciAm nas salas de aula que já testei.

Bom, primeiro eu sou responsável por uma disciplina optativa do Departamento de Química aqui na FFCLRP chamada Tópicos de Ciência Contemporânea, cuja ementa está meio ambiciosa, concordo:

Objetivos:

Introduzir e incentivar o estudante a ter contato com a literatura científica e de divulgação científica, traçando um panorama da ciência contemporânea que permita uma visão contextualizada e crítica de diferentes áreas do conhecimento tais como a Cosmologia, a Física, a Química e a Biologia. Read more [+]

Parceria BioMed Central e USP

A lembrar quando submeter artigos:

Prezados (as)  Senhores (as),

Informamos que a Universidade de São Paulo tornou-se parceira da BioMed Central – casa publicadora que mantém um conjunto de periódicos de alto fator de impacto. É uma iniciativa da British Library com o BioMed Central Group, parte da Springer Science+Business Media, que oferece 243 periódicos de acesso aberto.
Tal parceria beneficiará a USP de duas maneiras:
(1) Os autores da USP terão 25% de desconto para a publicação de seus artigos em qualquer revista da Biomed Central; o preço do artigo varia de revista para revista.
(2) O SIBiUSP receberá a transferência do texto completo publicado por todo e qualquer pesquisador da casa e respectivos metadados, para a Biblioteca Digital de Produção Intelectual, no prazo de 24 horas da publicação – isto será feito sempre que um artigo novo da USP é publicado.
O endereço para acesso ao BioMed Central é http://www.BioMedCentral.com onde está disponível um tutorial para submissão de artigos. O período de assinatura é de julho de 2012 a junho de 2013.
Os autores USP serão reconhecidos pelo IP da Instituição (incluindo o acesso por VPN) ou, pelo e-mail institucional (@usp.br ).
Atenciosamente,
Profa. Titular Sueli Mara Soares Pinto Ferreira
Chefe Técnica de Departamento
DT/SIBiUSP

Grafos de fala medem desordem de pensamento em psicoses

Este paper saiu em abril de 2012 e foi comentado na Folha de São Paulo. Ver também aqui e aqui.

Speech Graphs Provide a Quantitative Measure of Thought Disorder in Psychosis

10/04/2012 – 10h25

Análise matemática da fala flagra esquizofrenia

GIULIANA MIRANDA
DE SÃO PAULO

A forma como alguém conta uma história pode revelar muitas coisas, inclusive transtornos psiquiátricos. Pesquisadores brasileiros criaram um método que consegue identificar pacientes com esquizofrenia e com mania apenas usando a fala.

O trabalho começou a ser desenvolvido em 2006 e, ao longo do tempo, envolveu um time de cientistas de várias especialidades, liderados por uma equipe do Instituto do Cérebro da UFRN (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, em Natal).

Os pesquisadores criaram um modelo que transforma em gráficos (grafos) o discurso dos pacientes. E, a partir desse padrão, é possível identificar padrões e correlações que são bastante específicos dessas duas psicoses.

No experimento, os cientistas analisaram 24 pessoas, sendo oito delas com diagnóstico prévio de esquizofrenia, oito de mania e oito sem psicoses diagnosticadas.

Editoria de arte/Folhapress

O MÉTODO Read more [+]

Físicos apostadores

Acho que estou devendo uma pizza para o Jorge Stolfi. Como disse Giovani Amelino-Camelia, a chance dos neutrinos superluminais realmente existirem era de uma para dez mil, mas apostar nessa possibilidade era por demais tentador, pois participar de uma revolução científica com essa chance é bem melhor do que apenas fazer trabalhos tecnicamente corretos e mesmo elegantes,  mas de significância marginal. 

Phenomenology of Philosophy of Science: OPERA data

Giovanni Amelino-Camelia
(Submitted on 15 Jun 2012)

I observe that, as the physics side of the OPERA-anomaly story is apparently unfolding, there can still be motivation for philosophy of science to analyze the six months of madness physicists spent chasing the dream of a new fundamental-physics revolution. I here mainly report data on studies of the OPERA anomaly that could be relevant for analyses from the perspective of phenomenology of philosophy of science. Most of what I report is an insider’s perspective on the debate that evolved from the original announcement by the OPERA collaboration of evidence of superluminal neutrinos. I also sketch out, from a broader perspective, some of the objectives I view as achievable for the phenomenology of philosophy of science.

Comments: 13 pages, LaTex
Subjects: History and Philosophy of Physics (physics.hist-ph); High Energy Physics – Experiment (hep-ex); High Energy Physics – Phenomenology (hep-ph)
Cite as: arXiv:1206.3554v1 [physics.hist-ph]

After Particle Search, Some Wallets May Lose Mass

By 

When physicists at CERN reported on July 4 that they had discovered a new particle resembling the long-sought Higgs boson, it prompted a worldwide celebration of pride and mystification.

It also prompted a worldwide settling of scores as physicists — inveterate gamblers — examine the data to decide whether it is time to pay up on longstanding bets about the existence of the boson, which has been the object of a 40-year manhunt.

As described by the Standard Model, the theory that now rules physics, the Higgs boson would be tangible evidence of a hypothesized cosmic molasses known as the Higgs field. That field endows some elementary particles with mass, breaking a logjam of mathematical symmetry in the laws of the early universe and thus adding diversity and the possibility of life to the cosmos. Physicists say it will take them at least the rest of the year and maybe longer to ascertain whether the new particle fits the theoretical prediction — in particular that it has no spin, the first known subatomic knuckle ball.

Nevertheless, the British cosmologist Stephen Hawking, who 10 years ago bet the University of Michigan theorist Gordon Kane $100 that the particle didn’t exist, has already told reporters he is conceding defeat. Dr. Kane is awaiting his windfall. “I haven’t heard directly from him,” Dr. Kane said in an e-mail, “but I assume I will soon, in some interesting way.” Read more [+]

A solução de percolação para o Paradoxo de Fermi

Parece que a idéia de Geoffrey A. Landis para resolver o Paradoxo de Fermi vai ser conhecida como solução de Percolação. Branislav Vukotic e Milan M. Cirkovik implementaram recentemente um modelo de automata celulares para descrever o processo de colonização galática. Uma das conclusões foi a de que a hipótese de colonização percolativa é consistente com o modelo. Ou seja, não é uma prova que a idéia esteja correta, mas sim que é uma idéia viável e não foi refutada pelas simulações. Nas palavras dos autores:

The porosity of large  = 3 clusters in our simulations (Fig. 6), coupled with low V/V0 (Fig. 11), demonstrates how this still seems acceptable within the ”Copernican” framework, thus essentially confirming the conclusions of Landis (1998) and Kinouchi (2001), but with addition of catastrophic reset events.

Astrobiological Complexity with Probabilistic Cellular Automata

B. VukotićM. M. Ćirković
(Submitted on 15 Jun 2012 (v1), last revised 25 Jun 2012 (this version, v2))

Search for extraterrestrial life and intelligence constitutes one of the major endeavors in science, but has yet been quantitatively modeled only rarely and in a cursory and superficial fashion. We argue that probabilistic cellular automata (PCA) represent the best quantitative framework for modeling astrobiological history of the Milky Way and its Galactic Habitable Zone. The relevant astrobiological parameters are to be modeled as the elements of the input probability matrix for the PCA kernel. With the underlying simplicity of the cellular automata constructs, this approach enables a quick analysis of large and ambiguous input parameters’ space. We perform a simple clustering analysis of typical astrobiological histories and discuss the relevant boundary conditions of practical importance for planning and guiding actual empirical astrobiological and SETI projects. In addition to showing how the present framework is adaptable to more complex situations and updated observational databases from current and near-future space missions, we demonstrate how numerical results could offer a cautious rationale for continuation of practical SETI searches.

Comments: Added minor language corrections, 37 pages, 11 figures, 2 tables; “Origins of Life and Evolution of Biospheres,” accepted for publication
Subjects: Instrumentation and Methods for Astrophysics (astro-ph.IM); Cellular Automata and Lattice Gases (nlin.CG); Computational Physics (physics.comp-ph)
Cite as: arXiv:1206.3467v2 [astro-ph.IM]

Persistence solves Fermi Paradox but challenges SETI projects

Osame Kinouchi (DFM-FFCLRP-Usp)
(Submitted on 8 Dec 2001)

Persistence phenomena in colonization processes could explain the negative results of SETI search preserving the possibility of a galactic civilization. However, persistence phenomena also indicates that search of technological civilizations in stars in the neighbourhood of Sun is a misdirected SETI strategy. This last conclusion is also suggested by a weaker form of the Fermi paradox. A simple model of a branching colonization which includes emergence, decay and branching of civilizations is proposed. The model could also be used in the context of ant nests diffusion.

Comments: 2 pages, no figures, v2 with corrected definition of branching ratio
Subjects: Disordered Systems and Neural Networks (cond-mat.dis-nn); Statistical Mechanics (cond-mat.stat-mech)
Cite as: arXiv:cond-mat/0112137v1 [cond-mat.dis-nn]

Literatura Nerd – #1 – Space Opera

Como colocar papers no ArXiv?

Siga o seguinte algoritmo:

1. Faça um paper (ou pelo menos assine um).

2. No dia em que estiver submetendo o paper para a revista, entre no site do Arxiv ( a menos que você ache que seu paper é muito revolucionário – ou mal escrito – para alguma revista publicar).

3. Leia as instruções de como colocar um paper no ArXiv que estão aqui.

4. Siga as instruções e coloque seu paper ao ArXiv.

From: [email protected]
To: leonardo@****
Sent: Monday, January 16, 2012 2:10:11 AM
Subject: arXiv Replacement -> 1109.2036 in q-bio.NC from leonardo@****

Your replacement of 1109.2036 by submission submit/******* has
been published and is available at:

http://arxiv.org/abs/1109.2036

The paper password for this article is: *****
Please share this with your co-authors. They may use it to claim ownership.

Abstract will appear in today’s mailing as:

arXiv:1109.2036
From: Leonardo L. Gollo <[email protected]>
Date: Fri, 9 Sep 2011 15:03:09 GMT   (77kb)
Date (revised v2): Fri, 13 Jan 2012 20:10:34 GMT   (668kb)

Title: Statistical Physics approach to dendritic computation: The
excitable-wave mean-field approximation
Authors: Leonardo L. Gollo, Osame Kinouchi and Mauro Copelli
Categories: q-bio.NC
Comments: 30 pages, 8 figures
Journal-ref: Phys. Rev. E, 85, 011911 (2012)
DOI: 10.1103/PhysRevE.85.011911

We analytically study the input-output properties of a neuron whose active
dendritic tree, modeled as a Cayley tree of excitable elements, is subjected to
Poisson stimulus. Both single-site and two-site mean-field approximations
incorrectly predict a non-equilibrium phase transition which is not allowed in
the model. We propose an excitable-wave mean-field approximation which shows
good agreement with previously published simulation results [Gollo et al., PLoS
Comput. Biol. 5(6) e1000402 (2009)] and accounts for finite-size effects. We
also discuss the relevance of our results to experiments in neuroscience,
emphasizing the role of active dendrites in the enhancement of dynamic range
and in gain control modulation.

Phys. Rev. E 85, 011911 (2012) [13 pages]

Statistical physics approach to dendritic computation: The excitable-wave mean-field approximation

Abstract
References
Download: PDF (859 kB) Buy this article Export: BibTeX or EndNote (RIS)

 Leonardo L. Gollo*
IFISC (CSIC – UIB), Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, Campus Universitat Illes Balears, E-07122 Palma de Mallorca, Spain

Osame Kinouchi
Laboratório de Física Estatística e Biologia Computacional, Departamento de Física, FFCLRP, Universidade de São Paulo, Avenida dos Bandeirantes 3900, 14040-901 Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil

Mauro Copelli
Departamento de Física, Universidade Federal de Pernambuco, 50670-901 Recife, Pernambuco, Brazil

Received 12 September 2011; revised 23 November 2011; published 12 January 2012

We analytically study the input-output properties of a neuron whose active dendritic tree, modeled as a Cayley tree of excitable elements, is subjected to Poisson stimulus. Both single-site and two-site mean-field approximations incorrectly predict a nonequilibrium phase transition which is not allowed in the model. We propose an excitable-wave mean-field approximation which shows good agreement with previously published simulation results [ Gollo et al. PLoS Comput. Biol. 5 e1000402 (2009)] and accounts for finite-size effects. We also discuss the relevance of our results to experiments in neuroscience, emphasizing the role of active dendrites in the enhancement of dynamic range and in gain control modulation.

©2012 American Physical Society

URL:
http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.85.011911
DOI:
10.1103/PhysRevE.85.011911

PACS:

87.19.ll, 05.10.-a, 87.19.lq, 87.19.ls

Computação dendrítica analógica

Finalmente saiu o Gollo, Kinoouchi and Copelli – PRE 2012

From: “American Physical Society”
To: leonardo@
Sent: Thursday, January 12, 2012 4:48:08 PM
Subject: Notification of Online Publication of Your Article in Phys. Rev. E [EJ10756]

Dear Dr. Gollo,

We are pleased to inform you that your article, “Statistical physics approach to dendritic computation: The excitable-wave mean-field approximation” has been published online today, 12 January 2012, in the January 2012 issue of Physical Review E (Vol.85, No.1):

URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.85.011911
DOI: 10.1103/PhysRevE.85.011911

Thank you for choosing to publish with the American Physical Society.

Respectfully yours,
Physical Review E
American Physical Society

Quotes

A man must learn to understand the motives of human beings, their illusions, and their sufferings.

He who believes in freedom of the will has never loved and never hated.
Marie von Ebner-Eschenbach

Mais um paper (nosso) em Avalanches Neuronais

O interessante desse trabalho é que as redes são de neurônios inibitórios… Lembrar de falar para o Maurício enfatizar isso na dissertação!

This article is part of the supplement: Twentieth Annual Computational Neuroscience Meeting: CNS*2011

Open AccessPoster presentation

 

Signal propagation and neuronal avalanches analysis in networks of formal neurons

Mauricio Girardi-Schappo1*, Marcelo HR Tragtenberg1 and Osame Kinouchi2

BMC Neuroscience 2011, 12(Suppl 1):P172 doi:10.1186/1471-2202-12-S1-P172

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.biomedcentral.com/1471-2202/12/S1/P172

Published: 18 July 2011

© 2011 Girardi-Schappo et al; licensee BioMed Central Ltd.

Poster presentation

To study neurons with computational tools, one may call upon, at least, two different approaches: (i) Hodgkin-Huxley like neurons [1] (i.e. biological neurons) and (ii) formal neurons (e.g. Hindmarsh-Rose (HR) model [2], Kinouchi-Tragtenberg (KT) model [3], etc). Formal neurons may be represented by ordinary differential equations (e.g. HR), or by maps, which are dynamical systems with continuous state variables and discrete time dynamics (e.g. KT). A few maps had been proposed to describe neurons [310]. Such maps provide one with a number of computational advantages [10], since there is no need to set any precision on the integration variable, which leads to better performance in the calculations.

An extended KT neuron model, here called KTz model, has been studied in [4] and [5], may be supplied with a Chemical Synapse Map (CSM) in order to study interacting neurons in a lattice, in the framework of coupled map lattices. KTz model presents most of the standard behavior of excitable cells like fast spiking, regular spiking, bursting, plateau action potentials and adaptation phenomena, and the CSM is in good agreement with some standard functions used to model post-synaptic currents, like the alpha function or the double-exponential function [4]. Preliminary results indicate antiferromagnetic oscillatory behavior or plane wave behavior in KTz neurons coupled with inhibitory CSM on a square lattice.

Besides, many systems in nature are characterized by complex behavior where large cascades of events, named avalanches, unpredictably alternate with periods of little activity (e.g. snow avalanches, earthquakes, etc). Avalanches are described by power law distributions and when the branching parameter equals to unity, the system is said to be a self-organized critical (SOC) system [13]. These have been observed for neuronal activity in vitro [11,12]. And since both SOC systems and neuronal activity show large variability, long-term stability and memory capabilities, networks of neurons have been proposed to be SOC systems. This hypothesis was tested in [13], where they made comparisons among in vivo recordings using Local Field Potentials in three macaque monkeys performing a short term memory task and three different well-established subsampled SOC models (e.g. Sandpile model, Random Neighbour Sandpile model and Forest Fire model). Some similar comparison has been done in [14] with in vivo data from fourteen rats and a cellular automaton developed by the authors.

We claim that still no simulation has been made to detect whether formal or realistic neuron models can evolve naturally to a SOC state, in a full or subsampled network. Our simulations are made with KTz model, which is a formal neuron, but keeps the usual behaviors of living cells, connected through CSM on a square lattice. We divided the work into two parts: (i) the analysis of network itself and how it evolves with time from a given initial state, varying its parameters and (ii) the analysis of the data generated by a network of silent cells, stimulated at random sites, trying to resemble the SOC models above. We compare these second part results with the experimental ones presented in [1113].

References

  1. Hodgkin A, Huxley A: A quantitative description of membrane current.

    J Physiol 1952, 117(4):500-544. PubMed Abstract | Publisher Full Text | PubMed Central Full Text OpenURL

    Return to text

  2. Hindmarsh JL, Rose RM: A model of neuronal bursting.

    Proc R Soc Lond B Biol Sci 1984, 221:87-102. PubMed Abstract | Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  3. Kinouchi O, Tragtenberg MHR: Modeling neurons by simple maps.

    Int J Bifurcat Chaos 1996, 6:2343-2360. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  4. Kuva SM, Lima GF, Kinouchi O, Tragtenberg MHR, Roque AC: A minimal model for excitable and bursting elements.

    Neurocomputing 2001, 38-40:255-261. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  5. Copelli M, Tragtenberg MHR, Kinouchi O: Stability diagrams for bursting neurons.

    Physica A 2004, 342:263-269. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  6. Chialvo DR: Generic excitable dynamics on a two-dimensional map.

    Chaos Solit Fract 1995, 5:461-479. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  7. Rulkov NF: Modeling of spiking-bursting neuronal behavior using two-dimensional map.

    Phys Rev E 2002, 65:041922. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  8. Cazelles B, Courbage M, Rabinovich M: Anti-phase regularization.

    Europhys Lett 2001, 56:504-509. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  9. Laing CR, Longtin A: A two variable model of somaticdendritic interactions.

    Bull Math Biol 2002, 64:829-860. PubMed Abstract | Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  10. Izhikevich EM, Hoppensteadt F: Classification of bursting mappings.

    Int J Bifurcat Chaos 2004, 14(11):3847-3854. Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  11. Beggs JM, Plenz D: Neuronal avalanches in neocortical circuits.

    J Neurosci 2003, 23(35):11167-11177. PubMed Abstract | Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  12. Beggs JM, Plenz D: Neuronal avalanches are diverse and precise activity patterns that are stable for many hours in cortical slice cultures.

    J Neurosci 2004, 24(22):5216-5229. PubMed Abstract | Publisher Full Text OpenURL

    Return to text

  13. Priesemann V, Munk MHJ, Wibral M: Subsampling effects in neuronal avalanche.

    BMC Neurosci 2009, 10:40. PubMed Abstract | BioMed Central Full Text | PubMed Central Full Text OpenURL

    Return to text

  14. Ribeiro TL, Copelli M, Caixeta F, Belchior H, Chialvo DR, Nicolelis MAL, Ribeiro S: Spike avalanches exhibit universal dynamics across the sleep-wake cycle.

    PLoS One 2010, 5(11):e14129. PubMed Abstract | Publisher Full Text | PubMed Central Full Text OpenURL

    Return to text

Skype com cerveja! Bebê sobre dendritos ativos saindo do forno no PRE

De: Leonardo Lyra
Para: Mauro Copelli, Osame Kinouchi Filho
Data: quarta-feira, 21 de dezembro de 2011 12:35:39
Assunto: skype com cerveja!

Oi pessoal,

Vocês lembram que havíamos combinado que faríamos uma reuniao de “skype com cerveja” para discutir sobre diversos projetos e sobretudo coisas da vida? Havia entretanto a ressalva que esta reuniao só deveria acontecer depois do PRE ser aceito. Pois bem, comunico que já podemos fazer nossa reuniao! Entao, qual é o melhor dia pra vocês para o skype com cerveja?

Um abraço,

leo

——– Original Message ——–

Subject: Acceptance EJ10756 Gollo
Date: Wed, 21 Dec 2011 09:28:39 -0500

Re: EJ10756 Statistical physics approach to dendritic computation: The excitable-wave mean-field approximation by Leonardo L. Gollo, Osame Kinouchi, and Mauro Copelli Dear Dr. Gollo, We are pleased to inform you that your manuscript has been accepted for publication as a Regular Article in Physical Review E. We would also like to bring the appended referee comments to your attention. Your manuscript will now be prepared for the production process. If any issues arise we will contact you, otherwise your manuscript will be forwarded directly to our production department. Please do not send a revised manuscript or figures at this time unless requested. Yours sincerely, Margaret Foster Senior Assistant Editor Physical Review E Read more [+]

Blogosfera como meio excitável

Oi Osame,

Você viu este paper?

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378437111004390

Pelo jeito alguém teve a mesma ideia que você…

[]s,
Mauro


doi:10.1016/j.physa.2011.05.033 | How to Cite or Link Using DOI

Permissions & Reprints

The blogosphere as an excitable social medium: Richter’s and Omori’s Law in media coverage

Peter KlimekabWerner BayeraStefan ThurnerbcaCorresponding Author Contact InformationE-mail The Corresponding AuthorE-mail The Corresponding Author

a IIASA, Schlossplatz 1, A 2361 Laxenburg, Austria
b Section for Science of Complex Systems, Medical University of Vienna, Spitalgasse 23, A 1090 Vienna, Austria
c Santa Fe Institute, 1399 Hyde Park Road, Santa Fe, NM 87501, USA

Received 10 February 2011; revised 15 April 2011; Available online 15 June 2011.

Abstract

We study the dynamics of public media attention by monitoring the content of online blogs. Social and media events can be traced by the propagation of word frequencies of related keywords. Media events are classified as exogenous–where blogging activity is triggered by an external news item–or endogenous where word frequencies build up within a blogging community without external influences. We show that word occurrences exhibit statistical similarities to earthquakes. Moreover the size distribution of events scales with a similar exponent as found in the Gutenberg–Richter law. The dynamics of media events before and after the main event can be satisfactorily modeled as a type of process which has been used to understand fore–and aftershock rate distributions in earthquakes–the Omori law. We present empirical evidence that for media events of endogenous origin the overall public reception of the event is correlated with the behavior of word frequencies at the beginning of the event, and is to a certain degree predictable. These results imply that the process of opinion formation in a human society might be related to effects known from excitable media.

Highlights

► Dynamics of public media attention measured by online blogs. ► Society as an excitable social medium. ► Media events have statistical characteristics of earthquakes. ► Public media reception to a certain degree predictable.

Keywords: Excitable social system; Statistical human dynamics; Empirical power laws