亚阈值与超阈值 I 类神经元集合中的异质性诱导抑制性相干

本文研究了一类全局耦合的 I 类神经元集合中的抑制性相干（即由突触抑制产生的集体相干），该类神经元可以任意低的频率发放。在仅由亚阈值神经元（无噪声时无法自发发放）组成的同质集合中，未观察到抑制性相干。通过增加（自发发放的）超阈值神经元所占比例 $P_{supra}$，我们在由亚阈值与超阈值神经元组成的异质集合中研究了异质性诱导的抑制性相干。当 $P_{supra}$ 越过阈值 $P_{supra}^*$ 时，超阈值神经元开始同步，并在抑制性相干的出现中充当相干抑制器的角色。因此，当 $P_{supra} > P_{supra}^*$ 时，会出现规则振荡的集合平均全局势。对于这种相干情形，超阈值神经元表现出相干的混合模式振荡，具有快速的亚阈值（小幅度）跳跃频率和较低的放电频率。借助其相干抑制作用，稀疏同步的超阈值神经元抑制了亚阈值神经元的噪声活动。因此，在亚阈值神经元的个体势中仅出现相干的亚阈值跳跃。我们还基于"统计力学"的脉冲型与相关型度量刻画了抑制性相干，并发现当 $P_{supra} > P_{supra}^*$ 时，抑制性相干的程度随 $P_{supra}$ 的增大而提高。最后，本文简要讨论了突触连接的稀疏随机性对抑制性相干的影响以及异质性诱导抑制性相干的普适性。