有色噪声与记忆效应对形式化尖峰神经元模型的影响

简化神经元模型捕捉了通用神经元电活动的本质，并且与高维模型（如 Hodgkin-Huxley 模型）相比，从计算角度更有趣。本工作中，我们提出一个广义的共振-放电模型，由考虑记忆效应和有色噪声的广义朗之万方程描述。我们进行全面的数值分析以研究该模型的动力学和点过程统计，突出有趣的新特征：i) 变异系数（CV）作为记忆特征时间尺度的函数呈现非单调行为（出现峰值结构，由有色噪声特征时间尺度的选择增强）；ii) 有色噪声引起的 CV 偏移；iii) 由于记忆诱导的阈下振荡，峰间间隔（ISI）分布中多峰性的出现与抑制。此外，在噪声诱导放电机制中，我们研究记忆和有色噪声如何影响相干共振（CR）现象。我们发现，对于足够长的记忆，CR 不仅被抑制，而且表征 CR 存在的 CV × 噪声强度曲线的最小值可能被最大值取代。上述特征允许将记忆与有色噪声之间的相互作用解释为对神经元变异性的有效控制机制。由于变异性和 ISI 分布中的非平凡时间模式在生物细胞中普遍存在，我们希望该模型可用于建模神经元的真实方面。