神经系统中共振的出现：阈值适应与短时突触可塑性的相互作用
神经元与认知
2009-06-04 v1
摘要
在本工作中，我们研究了在存在一定水平噪声背景神经活动的情况下，脉冲神经元对弱刺激的检测。我们的研究聚焦于一个现实假设，即网络中的突触呈现活动依赖性过程，例如短时突触抑制和易化。通过采用平均场技术以及数值模拟，我们发现存在两个可能的噪声水平可以优化信号传输。这一新发现与经典随机共振理论（该理论只能预测一个最优噪声水平）形成对比。我们发现，神经元阈值的非线性动力学与活动依赖性突触机制之间的复杂相互作用是导致这一新现象的原因。我们的结果通过采用更真实的FitzHugh-Nagumo神经元模型（该模型显示阈值可变性）以及考虑更真实的突触模型得到了证实。我们利用近期关于人类触觉眨眼反射中随机共振的实验数据支持了我们的发现。
引用
@article{arxiv.0906.0756,
title = {Emergence of resonances in neural systems: the interplay between threshold adaptation and short-term synaptic plasticity},
author = {Jorge F. Mejias and Joaquin J. Torres},
journal= {arXiv preprint arXiv:0906.0756},
year = {2009}
}
备注
24 pages, 8 figures, submitted to Neural Computation