An open architecture for the massively parallel emulation of the Drosophila brain on multiple GPUs

Givon, Lev E.; Lazar, Aurel A.

doi:10.1186/1471-2202-13-s1-p99

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“…Para ilustrar como as unidades funcionais funcionam, foi especificado o sistema olfativo primário da mosca Drosófila. O sistema em questão tem sido estudado por vários grupos [28], [29], [30], [31], mas o modelo apresentado é baseado no trabalho do grupo Bionet (Columbia University) publicado em [20].…”

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Modelando Unidades de Processamento Local no Cérebro da Drosófila Melanogaster em CircuitML

Chevitarese¹,

Vellasco²

2015

Anais Do 12. Congresso Brasileiro De Inteligência Computacional

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Resumo-O mapeamento dos diversos circuitos neurais em unidades funcionais tem permitido cientistas estudarem esse sistema tão complexo. Por apresentar um repertório comportamental rico desempenhado por um circuito relativamente pequeno, a Drosófila Melanogaster se mostra como um estudo de caso interessante. Análises do conectoma da mosca, utilizando ferramentas de marcação genética e ferramentas avançadas de registro eletrofisiológico, permitiram que o circuito neural da mosca fosse mapeado em unidades funcionais, chamadas de Unidades de Processamento Local (LPU). Existem várias ferramentas disponíveis que permitem neurocientistas criarem um modelo preciso de todo o cérebro da mosca, mas nenhum deles fornece um método para especificar os circuitos de uma forma que ambos, biólogos e engenheiros, possam trabalhar juntos. Além disso, o desenvolvimento de modelos de LPU plausíveis requer a habilidade de especificar e instanciar sub-circuitos sem referência explícita a seus neurônios constituintes e suas ligações internas. Para este fim, apresentamos uma linguagem de especificação de circuito neural, chamada CircuitML, para construção de LPUs. A CircuitML foi concebida como uma extensão para NeuroML; a linguagem CircuitML proporciona construtos para definir sub-circuitos que compreendem primitivas neurais suportadas pela linguagem NeuroML. As LPUs e os sub-circuitos possuem uma interface que permite conexões com outras unidades funcionais através de padrões de conectividade definidos por blocos de conexão. A CircuitML foi usada para especificar um modelo modular baseado no sistema olfativo da mosca. Palavras-chave-Drosófila Melanogaster, Modelos, Simulação, XML, Python. I. INTRODUÇÃO A pesquisa sobre a mosca Drosófila transformou este inseto minúsculo em um modelo genético muito bem compreendido e manipulável [1], o que revela muitos princípios de desenvolvimento, regulação genética e sinalização celular. Tais princípios são conservados entre espécies [1] e podem ajudar os cientistas a entender cérebros mais complexos e explicar algumas doenças hereditárias. Além desse poderoso ferramental para manipulação genética, avanços recentes em métodos experimentais para gravações precisas de respostas a estímulos neuronais da mosca [2], [3], [4], [5], bem como avanços em técnicas de análise de respostas comportamentais da mosca a estímulos [6], [7], [8], [9] vêm facilitando a identificação dos circuitos cerebrais. Além disso, o progresso na reconstrução do conectoma da mosca [10], [11], usando neurônios estereotipados, aqueles que são encontrados em todas as moscas [12], tem contribuído muito para a modelagem do circuito. Do lado da engenharia, o equilíbrio entre complexidade e riqueza comportamental também valoriza o uso das moscas, uma vez que elas apresentam comportamentos facilmente observados desempenhados por, aproximadamente, 150 mil neurônios [13], o que significa cinco ordens de grandeza a menos que os vertebrados.Estudos sobre o cérebro da Drosófila Melanogaster revelaram que este compreende cerca de 40 módulos func...

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Section: Resultsunclassified

“…• conectem ao Neurokernel -um simulador voltado para validação de modelos do cérebro da Drosófila [19], [20] para simulação.…”

Section: Criando As Unidades Funcionaisunclassified

Modelando Unidades de Processamento Local no Cérebro da Drosófila Melanogaster em CircuitML

Chevitarese¹,

Vellasco²

2015

Anais Do 12. Congresso Brasileiro De Inteligência Computacional

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Introduction to CircuitML: Modeling Local Processing Units in the drosophila brain

Chevitarese

Szwarcman

Vellasco

2015

2015 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN)

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An open architecture for the massively parallel emulation of the Drosophila brain on multiple GPUs

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Modelando Unidades de Processamento Local no Cérebro da Drosófila Melanogaster em CircuitML

Modelando Unidades de Processamento Local no Cérebro da Drosófila Melanogaster em CircuitML

Introduction to CircuitML: Modeling Local Processing Units in the drosophila brain

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