生物神经电路中峰间间隔序列的读取

Henry D. I. Abarbanel; Sachin Talathi

生物神经电路中峰间间隔序列的读取

其他定量生物学 2007-05-23 v2

作者: Henry D. I. Abarbanel , Sachin Talathi

摘要

感觉系统通过动作电位序列将关于动物环境的信息传递至更高神经系统单元。当这些动作电位具有本质等效的波形时,所有信息都包含在峰序列的峰间间隔(ISIs)中。我们探讨如下问题:神经电路如何识别并读取这些 ISI 序列?我们的答案通过一个受生物学启发的神经电路给出,该电路使用生物学上真实的神经元构建。ISI 读取单元(IRU)的基本组成包括(i)一个可调延时电路,其建模自鸣禽歌曲系统前脑通路中发现的电路,以及(ii)近期观察到的抑制性突触可塑性规则。我们提出一种电路,它既能利用抑制性突触可塑性学习训练序列的 ISI,又能在后续呈现相同 ISI 序列时识别之。我们研究了该 IRU 在两类噪声存在下的学习能力:每个峰时间的抖动以及理想峰序列中出现的随机峰。我们还讨论了如何通过移除所选 ISI 序列并代之以从概率分布抽取的 ISI 序列来使电路失谐。我们利用基于 Hodgkin-Huxley 电导的神经元经真实兴奋性与抑制性突触连接,研究了延时电路的实现。我们的延时电路模型可在约 10 ms 至 100 ms 调节,从而能在该 ISI 范围内学习和识别 ISI 序列。借助组件神经元中其他内在和突触电流,低至几 ms 及长于 100 ms 的 ISI 也是可能的。

关键词

峰间间隔神经电路 ISI 读取单元抑制性突触可塑性延时电路峰序列识别 Hodgkin-Huxley 神经元

引用

@article{arxiv.q-bio/0508024,
  title  = {Reading Sequences of Interspike Intervals in Biological Neural Circuits},
  author = {Henry D. I. Abarbanel and Sachin Talathi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:q-bio/0508024},
  year   = {2007}
}

生物神经电路中峰间间隔序列的读取

摘要

关键词

引用

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