实现低发放率与微秒级精度的合作网络的神经元响应阻抗机制

神经网络中低发放率的实现通常要求兴奋性与抑制性连接在全局范围内平衡分布，而时间编码的可行性受限于神经元的毫秒级精度。我们表明，支配全局网络特征的合作性是通过节点属性而非连接分布产生的。通过体外和体内实验，我们证明了在低刺激频率下神经元响应时间具有微秒级精度，而在中等频率下则会出现精度退化的混沌神经元相。高于随神经元而异的临界刺激频率时，响应失败随机出现，使得神经元表现为低通滤波器并饱和平均峰间间隔。这种固有的神经元响应阻抗机制导致了网络层面的合作，使得发放率被抑制至最低神经元临界频率，同时保持神经元的微秒级精度。我们的发现开启了通过少数具有极端特性的节点来控制网络动力学全局特征的可能性。