通过脉冲时序依赖可塑性在伽马频段实现稳健的节律生成

伽马频段（30-100Hz）的节律活动已在从昆虫到人类的众多动物物种中观察到，并与广泛的认知任务相关。各种实验和理论研究已对这一现象进行了探讨。理论工作主要集中于神经元动力学，其假设网络连通性满足生成伽马振荡所需的某些精细调节条件。然而，这种精细调节是如何实现的仍不清楚。在此我们研究了如下假设：脉冲时序依赖可塑性（STDP）可为调节突触连通性以生成伽马频段节律活动提供潜在机制。我们在一项建模研究中探讨了这一问题。我们在一个由兴奋性 and 抑制性神经元群体组成的网络框架中考察了STDP动力学，该网络被认为可支撑伽马节律的生成。在慢学习的极限下推导了突触权重动力学的平均场Fokker-Planck方程。我们借助该近似确定了哪些类型的STDP规则驱动系统展现伽马振荡，并阐明了表征可塑性规则的参数如何调控节律活动。最后，我们提出了一种新颖机制，可确保自发展过程（一般而言及特别地针对节律生成）的稳健性。