Modelos e análises computacionais em neurociências: revisão sistemática / Computational models and analyses in neuroscience: systematic review

RESUMO

Os modelos computacionais do cérebro humano podem ser classificados em ‘modelos para tratamento de dados’ (i.e. mapas de coordenadas cerebrais) e ‘modelos de princípios operacionais’ (modelos conexionistas). A literatura relativa a ambos é vasta e muito variada, o que dificulta a realização de revisões sistemáticas. O objetivo do presente artigo é contribuir para o suprimento desta demanda e fornecer uma visão dos desenvolvimentos mais interessantes em andamento. Método: além dos métodos tradicionais de revisão, foi utilizado um programa para reconhecimento e quantificação de padrões em sistemas complexos (i.e. genomas). Resultados: entre os 2749 estudos do campo, aprendizado e memória são os tópicos mais recorrente, modelados em 0.14 e 0.9 dos estudos; Epilepsia, esquizofrenia e Parkinson são as doenças mais modeladas computacionalmente; Alzheimer é a quarta, sendo por sua vez mais relacionada à MRI (r=0.5435) do que à MEG (r=0.2033), PET (r=0.4718) e EEG (r=0.1766). Entre os 87 estudos 2007-2009 em ‘modelos de princípios operacionais’, o conceito mais proeminente é o de arquiteturas de pequenos mundos. O projeto mais excitante em desenvolvimento é o Blue Brain Project, que objetiva a criação de um modelo computacional do cérebro todo

ABSTRACT

Computational models of the human brain may be classified as ‘data treatment models’ (brain maps) and ‘operational-inspired models’ (connectionist models). The literature on both is extensive and varied, rendering difficulties to systematic reviews. This paper aims to contribute to outfit such demand, and to provide an overview of the most exciting projects currently under development. Method: besides traditional revising methods, a data mining program used to acknowledge patterns in complex databases (e.g. genomes) was used. Results: among the 2749 studies, learning and memory were the most recurrent topics, modeled in 0.14 and 0.9 of the studies. Epilepsy, schizophrenia and Parkinson are the most computationally simulated diseases; Alzheimer is the fourth, and more correlated to MRI (r=0.5435) than to MEG 9r=0.2033), PET (r=0.4718) and EEG (r=0.1766). Among the 87 2007-2009 studies on ‘operational-inspired models’, small world architectures is the most prominent concept. The most exciting project under development is the Blue Brain Project, which aims to provide a computational model of the whole brain