神经元异质性调制兴奋-抑制平衡下单向耦合种群间的相位同步
神经元与认知
2021-04-07 v1 生物物理
摘要
若干实验与模型已强调神经元异质性在脑动力学与功能中的重要性。然而，这种细胞间多样性如何影响皮层计算、同步与神经元通信仍存争议。以往研究聚焦于单一神经元种群中异质性的效应。此处我们特别关注神经元变异性对两个种群间相位关系的影响，这可与不同的皮层通信假说相关联。近来已表明，以发送者-接收者配置单向连接的两个脉冲神经元种群可展现预期同步（AS），其特征是负相位滞后。该现象已在非人灵长类电生理数据及人类 EEG 视觉辨别认知任务中被报道。实验中，单向耦合可通过 Granger 因果性获取，并可能伴随皮层区间正或负相位差。本文我们提出一个两耦合种群模型，其中神经元异质性可决定发送者与接收者间的动力学关系，并能重现实验中报道的相位关系。依据刻画神经元放电模式的参数分布，系统可展现 AS 与通常的延迟同步态（DS，正相位）以及零滞后同步态，并在 AS 与 DS 间呈现相位双稳态。此外，我们表明我们的网络可在维持兴奋-抑制平衡的同时呈现相位关系的多样性。
引用
@article{arxiv.2103.01790,
title = {Neuronal heterogeneity modulates phase-synchronization between unidirectionally coupled populations with excitation-inhibition balance},
author = {Katiele V. P. Brito and Fernanda Selingardi Matias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01790},
year = {2021}
}