Influência do medo e do estresse na formação da memória: uma abordagem neurocomputacional
dc.contributor.advisor-co1 | Pinto, Mauro Cunha Xavier | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0868250984727943 | |
dc.contributor.advisor1 | Lemos, Rodrigo Pinto | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3333000136853156 | |
dc.contributor.referee1 | Lemos, Rodrigo Pinto | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3333000136853156 | |
dc.contributor.referee2 | Serapião, Adriane Beatriz de Souza | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6997814343189860 | |
dc.contributor.referee3 | Gomide, Renato de Sousa | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/8318537740930424 | |
dc.contributor.referee4 | Vieira, Flávio Henrique Teles | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/0920629723928382 | |
dc.contributor.referee5 | Calixto, Wesley Pacheco | |
dc.contributor.referee5Lattes | http://lattes.cnpq.br/9073478192027867 | |
dc.creator | Furriel, Brunna Carolinne Rocha Silva | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/9945174616886253 | |
dc.date.accessioned | 2025-07-23T17:47:18Z | |
dc.date.available | 2025-07-23T17:47:18Z | |
dc.date.issued | 2025-05-09 | |
dc.description.abstract | Dysfunction of fear and stress responses contribute directly to a range of neurological diseases, including anxiety disorders, depression, and Post- Traumatic Stress Disorder. Previous studies utilizing in vivo models with Immediate-Extinction Deficit (IED) and Stress Enhanced Fear Learning (SEFL) protocols have provided valuable information on the mechanisms underlying these diseases and for developing new therapeutic approaches. However, it is crucial to acknowledge that assessing these dysfunctions using IED and SEFL protocols in animal subjects potentially subjects them to pain and suffering. In order to help better understand the neural mechanisms underlying fear and stress, this study develops a biologically plausible computational architecture that integrates several subregions of crucial brain structures, such as the amygdala, hippocampus, and medial prefrontal cortex. Furthermore, it proposes an innovative computational model incorporating stress hormone curves and employing spiking neural networks with conductance-based integrate-and-fire neurons. Initially, a computational model with a reduced architecture (Model 1) was developed and used to validate the simulated neural network functionally; subsequently, a second, more comprehensive model (Model 2) was applied to simulate more complex experimental conditions. The study tested and validated both models using the Contextual Fear Conditioning paradigm. Subsequently, in Model 2, the proposed approach was tested using IED and SEFL protocols to assess its applicability to the study of fear- and stress-related disorders. The results confirmed that the greater the intensity of the aversive stimuli, the more robust and persistent the fear memory, making extinction more difficult. Extinction performed immediately after exposure to the stressful stimulus tended to increase fear generalization. Furthermore, the results highlighted that, under stressful conditions, the brain model encoded the fear memory more intensely, making the extinction process more complex and challenging. This is the first study to apply computational modeling to the IED and SEFL protocols. The results elucidate how aversive stimuli impact the acquisition and extinction of fear, highlighting the relevance of the moment of extinction and the significant influence of stress. Finally, this computational approach may facilitate the formulation and testing of hypotheses, enhancing advances in therapeutic efficacy for disorders linked to fear and stress. | eng |
dc.description.resumo | A disfunção das respostas ao medo e ao estresse está intrinsecamente ligada a uma série de doenças neurológicas, incluindo transtornos de ansiedade, depressão e transtorno de estresse pós-traumático. Estudos anteriores utilizando modelos in vivo com protocolos de Déficit de Extinção Imediata (IED) e Aprendizagem de Medo Aumentada por Estresse (SEFL) forneceram informações valiosas sobre os mecanismos subjacentes a essas doenças e para o desenvolvimento de novas abordagens terapêuticas. No entanto, é crucial reconhecer que a avaliação destas disfunções utilizando protocolos IED e SEFL em animais os sujeita potencialmente a dor e sofrimento. A fim de ajudar a compreender melhor os mecanismos neurais subjacentes ao medo e ao estresse, este estudo desenvolve uma arquitetura computacional biologicamente plausível que integra várias sub-regiões de estruturas cerebrais cruciais, como a amígdala, o hipocampo e o córtex pré-frontal medial. Além disso, propõe-se um modelo computacional inovador que incorpora curvas de hormônio do estresse e emprega redes neurais de pico com neurônios do tipo integrado e disparado, baseados em condutância. Inicialmente, desenvolveu-se um modelo computacional com arquitetura reduzida (Modelo 1), utilizado para validar funcionalmente a proposta de rede neural simulada; em seguida, um segundo modelo mais completo (Modelo 2) é aplicado à simulação de condições experimentais complexas. Ambos os modelos são testados e validados no paradigma de Condicionamento Contextual de Medo. Posteriormente, no Modelo 2, para avaliar sua aplicabilidade ao estudo dos transtornos relacionados ao medo e ao estresse, a abordagem proposta é testada com os protocolos IED e SEFL. Os resultados confirmaram que quanto maior a intensidade dos estímulos aversivos, mais robusta e persistente é a memória do medo, tornando mais difícil a extinção. Quando a extinção foi realizada imediatamente após a exposição ao estímulo estressante, foi encontrada uma tendência ao aumento da generalização do medo. Além disso, os resultados destacaram que, sob condições estressantes, o modelo cerebral codificou a memória do medo de forma mais intensa, tornando o processo de extinção mais complexo e desafiador. Até onde sabemos, esta é a primeira vez que a modelagem computacional é submetida aos protocolos IED e SEFL. Os resultados elucidam como os estímulos aversivos impactam na aquisição e extinção do medo, destacando a relevância do momento de extinção e a influência significativa do estresse. Finalmente, esta abordagem computacional pode facilitar a formulação e teste de hipóteses, potencializando avanços na eficácia terapêutica para transtornos ligados ao medo e ao estresse. | |
dc.description.sponsorship | Outro | |
dc.identifier.citation | SILVA, B. C. R. Influência do medo e do estresse na formação da memória: uma abordagem neurocomputacional. 2025. 120 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e da Computação ) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2025. | |
dc.identifier.uri | https://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/14535 | |
dc.language | Português | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG) | |
dc.publisher.initials | UFG | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC) | |
dc.rights | Acesso Aberto | |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject | Modelagem computacional | por |
dc.subject | Arquitetura neural | por |
dc.subject | Condicionamento do medo | por |
dc.subject | Extinção do medo | por |
dc.subject | Modelos de estresse | por |
dc.subject | TEPT | por |
dc.subject | Transtornos de ansiedade | por |
dc.subject | Computational modeling | eng |
dc.subject | Neural architecture | eng |
dc.subject | Fear conditioning | eng |
dc.subject | Fear extinction | eng |
dc.subject | Stress models | eng |
dc.subject | PTSD | eng |
dc.subject | Anxietydisorders | eng |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | |
dc.title | Influência do medo e do estresse na formação da memória: uma abordagem neurocomputacional | |
dc.title.alternative | Influence of fear and stress on memory formation: a neurocomputational approach | eng |
dc.type | Tese |
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