视觉皮层发育中的自组织与风车密度选择

神经回路的自组织是理解皮层发育的一个诱人框架，但其适用性尚未得到证实。虽然已提出了神经回路自组织的模型，但这些模型的实验可检验预测尚不明确。视觉皮层包含大量称为风车 (pinwheels) 的拓扑点缺陷，这些缺陷可在实验中检测到，因此在原则上非常适合用于实证检验自组织的预测。在此，我们解析计算了视觉皮层发育图样形成模型所预测的风车密度。控制该模型中风车密度的一个重要因素似乎是非局域长程相互作用的存在，这一特性将皮层回路与许多已研究过自组织的非生命系统区分开来。我们表明，在这些相互作用范围趋于无限的极限情况下，平均风车密度收敛于 $\pi$。此外，即使在中等相互作用范围下，也能稳健地选择接近该值的平均风车密度，这一机制 arguably 涵盖了广泛不同物种的相互作用范围。总之，我们的论文首次直接理论演示并分析了皮层自组织模型中的风车密度选择，并建议在未来高精度实验中定量探测此类预测。