量化短时程可塑性对神经元信息传递的影响

突触效能的短时程变化被认为能增强突触在神经元之间及神经元网络内传递信息的能力。然而，即使在单个神经元之间的连接层面，这一简单猜想的直接证实也一直难以实现。通过结合成对细胞记录、真实的突触建模和信息论，我们提供了证据表明，短时程可塑性不仅能改善，也可能降低神经元间的信息传递。我们聚焦于大鼠新皮层中的一个具体实例，但我们的结果可能推广至其他系统。当信息包含在单个尖峰的时间序列中时，我们发现易化、抑制和恢复对信息传递的影响与其对神经递质释放概率的影响成正比。当信息仅由平均尖峰频率传递时，短时程可塑性的影响关键取决于目标网络能够区分的尖峰频率范围（其有效动态范围）。我们的结果表明，为了高效地传递信息，大脑在发育和行为过程中必须将突触类型、编码策略和网络连接性相匹配。