Sviluppo di una rete neurale multistrato per l’analisi dell’accoppiamento theta-gamma nell’ippocampo e nelle regioni prefrontali ascritte alla memoria di lavoro

L'accoppiamento tra i ritmi theta e gamma è una caratteristica nota dell'attività cerebrale a livello dell’ippocampo. Esistono evidenze sperimentali che mostrano come tale accoppiamento sussista anche in regioni prefrontali, durante task che coinvolgono la memoria di lavoro. La rete neurale descritta nel presente elaborato è stata messa a punto per simulare i ritmi theta e gamma nelle suddette regioni cerebrali, con l'obiettivo di consentire l’analisi del loro accoppiamento, in varie condizioni di lavoro. Il network è composto da più strati; in ciascuno di essi l'unità di calcolo di base è un modello di massa neuronale che rappresenta una colonna corticale. Sono state individuate due modalità di lavoro per la rete: "recall" (in cui l'operazione fondamentale è l'evocazione di una sequenza di oggetti) e "desynchronize" (in cui le operazioni fondamentali sono quelle di binding e segmentation). Le sinapsi sono state addestrate utilizzando regole hebbiane ed anti-hebbiane. Impiegando la rete, in entrambe le sue modalità di funzionamento ed in diversi test, si sono ottenuti risultati compatibili con dati sperimentali e teorie disponibili in letteratura. Complessivamente, si può affermare che il modello realizzato è un buono strumento per la simulazione e l’analisi dei ritmi theta e gamma, e suoi ulteriori sviluppi potrebbero renderlo ancor più efficace per lo studio di diversi problematiche neuro-cognitive e per la comprensione di patologie neurologiche (quali la schizofrenia) caratterizzate da alterazioni dei ritmi cerebrali.