前包钦格复合体微环路同步与重尾突触权重分布对呼吸节律生成的贡献

前包钦格复合体(preBötzinger Complex, preBötC)是哺乳动物的吸气节律发生器，将吸气时间编码为运动模式。该稀疏连接网络中的脉冲同步产生吸气爆发，但在每个呼吸周期中预吸气活动开始后具有可变的潜伏期。使用preBötC节律发生微环路最小模型，我们考察了爆发概率与潜伏期的可变性，以模拟实验。在具有实验确定的神经元与突触参数的1000个尖峰神经元的各种生理合理图中，有向Erdős-Rényi图最好地捕捉了实验观察到的动力学。从机制上讲，preBötC的（去）同步与振荡动力学受尖峰神经元传出连接性的调节，该连接性通过输入汇聚门控适度预吸气活动的放大。此外，为复现实验，突触权重的对数正态分布对于增强汇聚同时输入的效能是必要的。这些机制实现了异常鲁棒而灵活的preBötC吸引子动力学，我们推测其代表了全脑中普遍的时间处理与决策计算基元。