Analisi delle oscillazioni neuronali e della sincronizzazione nel cervello

Neural oscillations, or brainwaves, are rhythmic or repetitive patterns of neural activity in the central nervous system. At the level of neural ensembles, synchronized activity of large numbers of neurons can give rise to macroscopic oscillations, which can be observed, for example, through local field potential measurements. In this work the student will first study some theory of signal processing to analyse electrophysiological data in the brain. Then, real data of rat barrel cortex will be investigated to test the presence of collective neural oscillations and synchrony in the brain.

Le oscillazioni neuronali - o brainwaves - sono degli schemi ritmici o ripetitivi di attività neuronale che avvengono all'interno del sistema nervoso centrale. A livello di assembramenti neuronali, l'attività sincrona di un gran numero di neuroni può dare origine a oscillazioni macroscopiche che possono essere osservate, per esempio, attraverso misurazioni di Local Field Potential (LFP). In questo lavoro prima mostreremo come la teoria dei segnali può essere utilizzata per analizzare dati elettrofisiologici nel cervello. Successivamente, verrano analizzati dei dati reali provenienti dalla barrel cortex di topi per verificare la presenza di oscillazioni neuronali collettive e di sincronizzazione nel cervello.