非平衡 Wilson-Cowan 模型中的涨落-耗散关系
无序系统与神经网络
2023-06-16 v1 统计力学
摘要
自发脑活动与受激脑活动之间的关系是神经科学中的一个基本问题，已在实验研究中受到广泛关注。最近有研究提出，对外部刺激的诱发响应可由自发活动的时间相关性预测。先前在兴奋与抑制平衡（健康大脑的标志）条件下针对 Wilson-Cowan 模型得到的理论结果，已通过与人类大脑 MEG 数据的比较得到证实。在此，我们将先前的研究扩展到非平衡条件，考察平衡不动点附近的一段参数空间区域。将解析结果与 Wilson-Cowan 网络的数值模拟进行比较。我们证明，在非平衡条件下，时间相关函数与响应函数的函数形式可表现出多种行为，并出现由复特征值涌现所引起的振荡 regime。解析预测与数值模拟完全吻合，验证了互相关在响应函数中的作用。此外，我们确定了抑制性神经元在控制系统整体活动、调节兴奋水平与非平衡程度方面的主导作用。
引用
@article{arxiv.2306.09197,
title = {Fluctuation-Dissipation Relations in the imbalanced Wilson-Cowan model},
author = {M. K. Nandi and A. De Candia and A. Sarracino and H. J. Herrmann and L. de Arcangelis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.09197},
year = {2023}
}
备注
16 pages, 7 figures