网格场和位置场共出现的简单模型
神经元与认知
2026-05-21 v1
摘要
medial entorhinal cortex 中的网格细胞和 hippocampus 中的位置细胞共同支持空间导航。两个区域相互连接，存在一个鸡生蛋问题，即两种细胞如何在发育过程中相互产生和相互强化。当前的计算模型要么从一种衍生另一种，要么使用网络动力学来建模其中一种在孤立情况下的出现。我们引入一个统一的循环网络模型，实现了达尔定律 (每个神经元要么是兴奋性要么是抑制性)，该模型被训练来预测被遮蔽的先前感官观察的下一个感官观察。就我们所知，这是第一个在网格细胞和位置细胞在无监督条件下共同出现且不依赖于预先存在的空间细胞表示的单目标模型。两种空间编码在 1000 种不同的训练配置中共存，其平衡由感官噪声和遮蔽程度决定。在未重新训练的情况下，该网络定性地再现了在发际迷宫中观察到的网格碎片化、围墙移除后网格合并、相连房间之间的晶格对齐、在自由飞行的蝙蝠中观察到的局部有序 3D 场，以及位置细胞先于网格细胞出现的发育顺序。我们将这些结果解释为单一感官-预测目标内两种互补编码压力：(1) 更正误差或重构感官观察的缺失部分，(2) 预测导航期间的下一个感官状态。我们的结果表明，网格细胞和位置细胞的共现具有一种电路水平的解释，并为两种空间编码提供了可实验检验的预测。
引用
@article{arxiv.2605.21356,
title = {A simple model of co-emergence of grid and place fields},
author = {Zhaoze Wang and Genela Morris and Dori Derdikman and Pratik Chaudhari and Vijay Balasubramanian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21356},
year = {2026}
}