神经元群体中的相干共振：平均场与网络模型之比较
适应与自组织系统
2021-03-24 v1 无序系统与神经网络
生物物理
摘要
相干共振这一反直觉现象描述了在可激 regime 中噪声诱导振荡规律性的非单调行为，导致在中等噪声强度下就激发振荡的规律性而言出现最优响应。我们在具有不同耦合结构的 FitzHugh-Nagumo (FHN) 神经元群体中研究这一现象。对于处于可激 regime 的 FHN 系统网络，相干共振此前已通过数值方法分析。此处我们聚焦于解析方法，研究局部耦合与全局耦合群体的平均场极限。平均场极限指的是当元素数量趋于无穷时复杂网络的平均行为。我们推导了一个平均场极限，以近似低噪声强度下的局部耦合 FHN 网络。进一步，我们将平均场方法应用于全局耦合 FHN 网络。我们比较了平均场框架与网络框架在相干共振上的结果，发现在全局耦合情形下二者吻合良好，两种方法的对应足以捕捉反相干共振的出现。最后，我们研究了耦合强度与噪声强度对网络与平均场模型中相干共振的影响。
引用
@article{arxiv.2009.08884,
title = {Coherence resonance in neuronal populations: mean-field versus network model},
author = {Emre Baspinar and Leonhard Schülen and Simona Olmi and Anna Zakharova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.08884},
year = {2021}
}
备注
31 pages, 11 figures