确定性 Tsodyks-Markram 模型中的短期突触可塑性导致不可预测的网络动力学
神经元与认知
2014-03-05 v1 混沌动力学
生物物理
摘要
短期突触可塑性 (STSP) 强烈影响皮层网络的神经动力学。用于 STSP 的 Tsodyks 和 Markram (TM) 模型准确地解释了不同类型皮层突触的广泛生理响应。在此，我们首次报道了通过 Shilnikov 同宿分岔通向混沌行为的路径，该分岔在动态上组织了 TM 模型中的部分响应。特别是，这种同宿分岔的存在强烈影响了相空间中轨迹的形状，并诱导了高度不规则的瞬态动力学；事实上，在 Shilnikov 同宿分岔附近，群体脉冲的数量及其精确时间是不可预测的，并且对初始条件高度敏感。这种不规则的确定性动力学在 TM 模型的随机/网络版本中有其对应物：Shilnikov 同宿分岔的存在产生了复杂且不规则的脉冲模式，并且——作为一种跳板——促进了向下状态与不稳定周期轨道之间的跃迁。（确定性）同宿分岔与随机效应之间的相互作用可能产生了在神经系统中观察到的一些复杂动力学。
引用
@article{arxiv.1309.7966,
title = {Short-term synaptic plasticity in the deterministic Tsodyks-Markram model leads to unpredictable network dynamics},
author = {Jesus M Cortes and Mathieu Desroches and Serafim Rodrigues and Romain Veltz and Miguel A. Munoz and Terrence J. Sejnowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.7966},
year = {2014}
}
备注
Published in PNAS (Early edition) sept. 2013