Publicaram antes a minha idéia (e a do Dante Chialvo tamém)!

Quando Tiago estava trabalhando em seu mestrado, ele veio para a LASCON - Latin American School of Computational Neuroscience, em julho de 2008. Na cantina do Walter, Roque lembra que discutimos a questão do subsampling em sistemas críticos (inclusive com esta palavra). Sugeri ao Tiago que fizesse uma simulação em um sistema simples (por exemplo, a rede aleatória excitável que Mauro e eu trabalhamos em 2006, o modelo OFC (que tem relações com modelos de neurônios integra dispara) ou mesmo um modelo de pilha de areia tradicional.

Alguns meses mais tarde, Chialvo deu a mesma idéia para Tiago e Mauro (e fez questão de anotar em um guardanapo a a idéia, a data e as pessoas presentes, e pediu para todos assinarem!). Não sei se ele usou a palavra subsampling, acredito que sim. Desta vez, Tiago acreditou na idéia (o meu problema é que santo de casa não faz milagre...) e fez as simulações. Batata: subsampling em sistemas críticos gera distribuições que fogem às leis de potência, ficam mais parecidas com log-normais ou exponenciais extendidas.

Mas como o mérito é de quem publica primeiro... acho que Tiago, Mauro, Sidarta, Nicolelis, Chialvo e eu ficamos chupando o dedo... E o duro é que nem houve uma citaçãozinha (por exemplo, sobre o uso do parâmetro de branching sigma em modelos de SOC, acho que a Carmem Prado e eu fomos uns dos primeiros a explorar isso consistentemente (ou pelo menos popularizamos essa idéia...). Bom, é claro que tudo se esclarece com Vespignani, Zapperi, Dickman e outros, por exemplo neste belissimo paper com delicioso título:

How self-organized criticality works: A unified mean-field picture

Saiu no BMC:

Subsampling effects in neuronal avalanche distributions recorded in vivo

Viola Priesemann^1,2 , Matthias HJ Munk³ and Michael Wibral⁴

¹Department of Neurophysiology, Max Planck Institute for Brain Research, Deutschordenstrasse 46, D-60528 Frankfurt am Main, Germany

²Group for Neural Theory, DEC, Ecole Normale Supérieure, Collège de France, 3, rue d'Ulm, 75005 Paris, France

³Deptartment of Physiology of Cognitive Processes, Max Planck Institute for Biological Cybernetics, Spemannstrasse 38, D-72076 Tübingen, Germany

⁴MEG Unit, Brain Imaging Centre, J.W. Goethe University, Heinrich Hoffmann Strasse 10, D-60528 Frankfurt am Main, Germany

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BMC Neuroscience 2009, 10:40doi:10.1186/1471-2202-10-40

The electronic version of this article is the complete one and can be found online at:http://www.biomedcentral.com/1471-2202/10/40

Received:	1 October 2008
Accepted:	29 April 2009
Published:	29 April 2009

© 2009 Priesemann et al; licensee BioMed Central Ltd.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

Background

Many systems in nature are characterized by complex behaviour where large cascades of events, or avalanches, unpredictably alternate with periods of little activity. Snow avalanches are an example. Often the size distribution f(s) of a system's avalanches follows a power law, and the branching parameter sigma, the average number of events triggered by a single preceding event, is unity. A power law for f(s), and sigma = 1, are hallmark features of self-organized critical (SOC) systems, and both have been found for neuronal activity in vitro. Therefore, and since SOC systems and neuronal activity both show large variability, long-term stability and memory capabilities, SOC has been proposed to govern neuronal dynamics in vivo. Testing this hypothesis is difficult because neuronal activity is spatially or temporally subsampled, while theories of SOC systems assume full sampling. To close this gap, we investigated how subsampling affects f(s) and sigma by imposing subsampling on three different SOC models. We then compared f(s) and sigma of the subsampled models with those of multielectrode local field potential (LFP) activity recorded in three macaque monkeys performing a short term memory task.

Results

Neither the LFP nor the subsampled SOC models showed a power law for f(s). Both, f(s) and sigma, depended sensitively on the subsampling geometry and the dynamics of the model. Only one of the SOC models, the Abelian Sandpile Model, exhibited f(s) and sigma similar to those calculated from LFP activity.

Conclusion

Since subsampling can prevent the observation of the characteristic power law and sigma in SOC systems, misclassifications of critical systems as sub- or supercritical are possible. Nevertheless, the system specific scaling of f(s) and sigma under subsampling conditions may prove useful to select physiologically motivated models of brain function. Models that better reproduce f(s) and sigma calculated from the physiological recordings may be selected over alternatives.

PS: Promessas para o futuro: 1) Levar bloco de notas e caneta na cantina do Walter. 2) Fazer eu mesmo as simulações, pelo menos os resultados provisórios. 3) Aprender com o Chialvo.

PS2: O fato de a mesma palavra (não tão comum) ser usada no mesmo contexto me sugere que alguém conversou no cafezinho com alguém, que conversou no cafezinho com alguém, que conversou no cafezinho com a Viola Priesemann. A rede social da ciência tem grau médio de separação igual a 3 ou 4. Isso é um perigo!Quem será que foi que não manteve a boca fechada? Muito provavelmente, fui eu mesmo... Ou então, é mais um caso de descoberta simultânea.

Update: Viola submeteu o trabalho em 1 de outubro de 2008. Eu falei com oTiago em julho de 2008 (update: na verdade foi em janeiro de 2008) e Dante teve a idéia meses depois, sem ter tido nenhum contato comigo. Logo, não houve tempo para difusão da idéia na rede social, eles não teriam tempo para fazer este (ótimo) paper com tantos detalhes e experimentos. Conclusão: foi um caso de a idéia estar no ar... a velha telepatia científica. A menos que Viola et al. sejam realmente rápidos em escrever e publicar...