新型含抑制动力学的 Kuramoto 模型：建模 neuronal 文化中的尺度无功与同步
神经元与认知
2025-12-22 v1 无序系统与神经网络
摘要
神经文化表现出复杂活动、脉冲或无功特征，表现为尺度不变性与同步性共存，这种双稳态行为在抑制神经元比例保持稳定。虽然这种双稳态行为早已被观察，但对无功活动统计特性及其时间组织的特征化，以及能够再现这些动力学的模型仍缺乏。本文分析具有受控抑制神经元比例的人源神经文化实验数据，并对其统计特性和动力学组织进行特征化。为建模实验数据，我们提出一种新的两族振荡器的 Kuramoto 模型——以兴奋性和抑制性为主，成功实现了抑制动力学。该模型能够完全再现实验结果，确认无功活动时间组织中存在相关性，并确认放大-衰减制度的存在，这与大脑中的发现一致。
关键词
引用
@article{arxiv.2512.17317,
title = {Novel Kuramoto model with inhibition dynamics modeling scale-free avalanches and synchronization in neuronal cultures},
author = {Dario Lucente and Letizia Cerutti and Martina Brofiga and Alessandro Sarracino and Giulia Parodi and Sergio Martinoia and Paolo Massobrio and Lucilla de Arcangelis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17317},
year = {2025}
}
备注
Main document: 12 pages, 5 figures, 7 tables. Supplementary material: 8 pages, 11 figures, 2 tables