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PhD Thesis-Fambrini

2019, PROJETO DE UM SISTEMA DE REGISTRO DE SINAIS DE NEURÔNIOS EM MATRIZ DE MICROELETRODOS COM RESSONÂNCIA ESTOCÁSTICA

This is my PhD Thesis. I have got my docto degree in October, 2019.

RESUMO

Características dos sinais elétricos dos neurônios

Exemplo de aplicação prática

Esta chave S1 foi acrescentada somente na simulação, não existindo no protótipo implementado. O capacitor C2 é eliminado quando a chave S1 é ligada e recolocado quando a chave S1 é desligada. Na Figura 3.6 é mostrada a forma de onda da Saída 1, com a chave S1 ligada (sem o capacitor C2), quando é aplicada na Entrada 1 uma senóide simétrica à terra, com amplitude igual a 100μ' e frequência igual a 50Hz.

Observa-se que o nível de tensão de off-set da saída do amplificador é o mesmo nível do terra, que corresponde a zero volts (linha central do gráfico). A seguir é descrito o procedimento, passo-a-passo, para utilizar o equipamento, da maneira como este foi desenvolvido. (4.5).

Função Densidade de Probabilidade

Nesta equação (4.5), = . são valores quantizados e digitalizados para a variável aleatória Z que representa o processo. A equação é análoga à anterior, com a diferença de que integral se transforma em somatório e = . assume valores discretos e não contínuos.

Ruído branco uniforme e ruído branco Gaussiano

Embora muitas vezes utilizados como sinônimos, o ruído branco uniforme

Ressonância Estocástica

Movimento Browniano e a Equação de Langevin

existem a ,a , a " , a Z dados por:

Sistema de Ressonância Estocástica Baseado em Limiar (SL)

Na A ressonância estocástica foi analisada também em termos de distribuições de tempo (GAMMAITONI et al., 1998) , bem como pelo método denominado "Receiver Operating Characteristic" (ROC) (ROBINSON et al. 1998, GALDI et al. 1998, ZOZOR e AMBLARD, 2002, que são baseados em probabilidades de detectar um sinal para estar presente, ou falsamente detectando um sinal inexistente (URICK, 1967 No caso discreto, a equação (5.4) se torna a equação (5.9):

Aplicações práticas da Ressonância Estocástica

Simulações matemáticas

onde representa a amplitude do ruído somado com a amplitude momentânea da força excitatória Fe(t) e ∆t representa intervalos de tempo discretizados necessários para simulação numérica por computador. Se o AO utilizado for do tipo rail-to-rail, então Vsat = Vcc e -Vsat = -Vcc , ou seja, a tensão presente na saída do amplificador operacional é igual à sua tensão de fonte de alimentação. Pelo fato de ser uma característica de transferência com análogos no eletromagnetismo, esta característica é chamada histerese, e pode ser entendida melhor pela observação da Figura 5.14. A seguir serão discutidas brevemente outras medidas de performance para avaliar o desempenho da RE para a detecção de sinais muitos fracos.

Simulação de Circuitos não-lineares

Circuito Gerador de Ruído Branco

Considerações Finais

Valor RMS de um sinal

Informação mútua

Informação Mútua e Entropia da Informação são conceitos pertinentes a uma ramo da Ciência da Computação denominado Teoria da Informação.

O primeiro artigo a discutir a RE no contexto de teoria da informação foi DeWeese e Bialck (DEWEESE et al., 1995(DEWEESE et al., , 1996. Nestes artigos, os autores Conforme já foi mencionado, este níveis de ruído são elevados para este tipo de equipamento e exigem a construção de um outro protótipo em placa de circuito impresso com tecnologia SMD e uso de multilayers, com layers de terra entre uma face e outra da placa para solucionar este problema e reduzir tais níveis.

Entropia da Informação

Experimento nº 8

A MEA nº3 foi lavada e procedimento idêntico ao adotado no experimento 7

foi feito para registrar os sinais denominados "branco 2". MEA sem nenhum tipo de cultura e preenchida com solução aquosa de cloreto de sódio. A Figura 7.17 mostra os sinais registrados nesta MEA agora sem cultura biológica.

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