感觉系统适应的非平衡动力学
神经元与认知
2021-04-14 v2 适应与自组织系统
摘要
生物感觉系统利用适应机制，通过调整其对刺激的响应特性以匹配刺激的统计性质，从而最大化信息传输，进而对广泛的环境信号作出响应。我们基于贝叶斯滤波器推导了针对连续刺激均值与方差变化的最优适应规则，并将其映射为将环境状态与调控响应函数的内部变量耦合的随机方程。我们计算了适应速度与精度及其对信息传输影响的数值与精确结果。我们发现，在高效适应 regime 下，适应速度随环境变化率呈亚线性缩放。最后，我们利用适应与随机热力学之间的数学等价性，将适应定量关联到由熵产生率定义的适应时间过程的不可逆性。我们的结果提出了一种以无模型、非参数的方式经验量化适应的手段。
引用
@article{arxiv.2011.09958,
title = {Non-equilibrium dynamics of adaptation in sensory systems},
author = {Daniele Conti and Thierry Mora},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.09958},
year = {2021}
}