非线性随机积分发放神经元网络中的亚稳定性
神经元与认知
2025-10-30 v2 无序系统与神经网络
摘要
大脑中的神经元持续处理它们从环境接收的大量感觉输入。广泛的实验工作表明，神经群体的集体活动编码和处理这种持续的信息轰炸。这些集体活动模式如何依赖于单个神经元特性通常不清楚。单神经元记录表明，单个神经元对输入的反应是非线性的，这阻止了从单个神经元特征到涌现集体状态的直接外推。在这里，我们使用随机泄漏积分发放模型的场论公式来研究单神经元非线性对宏观网络活动的影响。在该模型中，神经元在其膜电压中整合来自其他神经元的脉冲输出，并以依赖于膜电压的强度随机发放脉冲，之后电压重置。我们表明，非线性脉冲强度函数和膜电位重置之间的相互作用可以 i) 在循环网络中产生亚稳态的活跃发放率状态，并且 ii) 可以以相同或矛盾相反的方向增强或抑制平均发放率和膜电位。
引用
@article{arxiv.2406.07445,
title = {Metastability in networks of nonlinear stochastic integrate-and-fire neurons},
author = {Siddharth Paliwal and Gabriel Koch Ocker and Braden A. W. Brinkman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07445},
year = {2025}
}