复杂神经元网络中兴奋性与抑制性同步对外部刺激的动力学响应

为了研究对外部刺激的动力学响应如何依赖于突触耦合类型，我们在由兴奋性规则放电（RS）锥体神经元和抑制性快速放电（FS）中间神经元组成的复杂小世界网络中，考虑了两种类型的兴奋性和抑制性同步（即通过突触兴奋和抑制实现的同步）。对于兴奋性和抑制性同步这两种情况，我们通过改变 $S(t)$ 的驱动幅度 $A$，研究了突触耦合对施加于部分神经元的外部周期性刺激 $S(t)$ 动力学响应的影响。在兴奋性和抑制性耦合两种情况下，受刺激神经元均与外部刺激相位锁定。另一方面，刺激对未受刺激神经元的影响取决于突触耦合的类型。外部刺激 $S(t)$ 对兴奋性未受刺激 RS 神经元产生建设性效应（即它在未受刺激子群中引起外部相位锁定），而 $S(t)$ 对抑制性未受刺激 FS 中间神经元产生破坏性效应（即它打破未受刺激子群中原有的抑制性同步）。作为这些 $S(t)$ 不同效应的结果，由动力学响应因子 $D_f$（由有无刺激时同步程度的比值给出）表征的动力学响应的类型和程度（例如，同步增强或抑制），被发现以明显不同的方式变化，这取决于突触耦合类型。此外，我们还通过“互相关”度量 $M_c$ 测量了受刺激与未受刺激神经元两个子群动力学之间的匹配度。随着 $A$ 的增加，基于 $M_c$，我们讨论了两个子群之间的互相关，其影响了对 $S(t)$ 的动力学响应。