皮层平均场模型的分岔分析
动力系统
2015-05-19 v1 生物物理
神经元与认知
摘要
皮层组织的平均场模型(MFM)融合了神经群体的显著特征,以模拟群体水平的活动。MFM描述的一个常见方面是存在一个高维参数空间,该空间捕捉与脑动力学相关的神经生物学属性。我们研究了一个皮层电活动MFM的生理参数空间,并发现了模型皮层的生理属性与其动力学特征之间的稳健相关性。这些相关性通过分岔图的研究得以揭示,分岔图表明模型对抑制变化的响应属于两个族系。在研究和表征了这些族系之后,我们从四个重要方面讨论了它们的基本差异:关于麻醉剂模拟作用的功率响应、对外源性刺激的反应、模型参数的分布以及抑制增强时的振荡库。此外,尽管持续周期轨道的复杂性在族系间存在显著差异,但我们能够展示如何通过外源性刺激实现族系间的转变。我们揭示了大脑可测量的生理属性与线性方法无法获得的动力学模式之间的联系。当根据分岔响应划分参数空间时,这些联系便会出现。这种划分无法通过仅研究少量参数集来实现,而是对73,454个生理上可接受的参数集进行自动化分岔分析的结果。我们的方法可以直接推广,并且非常适合探测其他具有大型复杂参数空间的模型的动力学。
引用
@article{arxiv.1008.4043,
title = {Metabifurcation analysis of a mean field model of the cortex},
author = {Federico Frascoli and Lennaert van Veen and Ingo Bojak and David T J Liley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.4043},
year = {2015}
}