全局网络爆发的局部嵌入预兆
神经元与认知
2022-06-08 v1 动力系统
混沌动力学
摘要
神经群体的自发同步爆发是神经系统中广泛观察到的现象，被认为对大脑的功能与功能障碍至关重要。然而，大规模神经元间的全局同步如何从初始的非爆发网络状态涌现，尚未被完全理解。在本研究中，我们结合培养神经元的高分辨率记录，开发了一种新的状态空间重构方法。该方法在非爆发期间单个神经元的“局部”动力学中提取出即将到来的全局爆发的确定性特征。我们发现，单细胞时间序列内的局部信息在预测未来全局爆发方面，可以与全局平均场活动相媲美甚至更优。此外，爆发可预测性的细胞间变异性被发现反映了在非爆发期间实现的网络结构。这些发现揭示了自组织网络中全局状态转变的局部集中早期预警背后的确定性机制。
引用
@article{arxiv.1703.04176,
title = {Locally embedded presages of global network bursts},
author = {Satohiro Tajima and Takeshi Mita and Douglas J. Bakkum and Hirokazu Takahashi and Taro Toyoizumi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.04176},
year = {2022}
}