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下一代神经群模型的近哈密顿动力学与类能量量

神经元与认知 2025-09-15 v1 动力系统 经典物理

摘要

神经群模型描述了神经元群体的平均场动力学。在这项工作中,我们阐述了如何为这类模型探索物理学的基本思想,如能量和守恒量。我们证明,在均匀群体或强耦合的极限下,时间重标度使得最近的下一代神经群模型成为哈密顿量。即使在异质性的情况下,相应的类能量量也为模型动力学提供了重要的洞察,例如解释了为什么轨道接近椭球形,并预测了爆发动力学期间的尖峰幅度。我们阐述了这些能量考量如何为神经元群体行为与能量景观理论之间提供可能的联系,后者已被用于分析大脑记录的数据。我们引入的神经元活动的近哈密顿描述,可以允许应用高度发展的物理理论来洞察大脑行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.10428,
  title  = {Near-Hamiltonian dynamics and energy-like quantities of next-generation neural mass models},
  author = {Daniele Andrean and Morten Gram Pedersen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.10428},
  year   = {2025}
}

备注

11 pages, 6 figures, 1 page Supplementary text