更新神经元脉冲神经场中的斑图形成

阐明神经斑图形成背后的神经生理机制仍是计算神经科学中的一个突出挑战。本文通过考虑一个由更新神经元（一类成熟的脉冲细胞）构成的网络，探讨了理解神经斑图涌现的问题。在热力学极限下，网络动力学可由一个偏微分方程与一个非局部微分方程的耦合系统精确表示。确定了该非局部系统的稳态，并进行了微扰分析，以解析地表征图灵失稳发生的条件。考虑突触耦合和外部驱动等神经网络参数，我们数值地得到了将异步状态与斑图涌现分隔开的分岔线。我们的理论发现为脉冲神经网络中图灵斑图的涌现提供了新颖而深刻的视角。从长远来看，我们的形式体系将能够在保持微观细胞特性、网络耦合与图灵失稳涌现之间联系的同时，研究神经斑图。