分流抑制和树突分支塑造局部信用分配
神经元与认知
2026-07-03 v1
摘要
生物神经元在分支树突上分配信用，其中突触驱动、树突电导、局部电压和体细胞教学信号相互作用以塑造突触可塑性。我们研究了具有E/I突触库、分流抑制和树状结构分支到胞体耦合的基于电导的树突网络，并检查了受限的体细胞反馈何时可以近似隔室特定的反向传播误差。精确梯度分解为局部资格迹乘以隔室误差项：资格迹使用突触前活动、驱动力和输入电阻，而快速非局域项是通过树突增益传输体细胞误差获得的路径特定误差。这种分解将局部学习转化为信用信号压缩问题。我们测试了这样的假设：当分流抑制重塑隔室误差场以更好地匹配全局标量、每胞体、低秩或路径结构化反馈时，它在这种约束下有利于学习。精确梯度重建验证了分解；路径增益、秩、广播保真度、抑制干预和传输误差预言诊断支持所提出的机制。在非负电导和每胞体5因子（5F）反馈下，分流LocalCA在MNIST、Fashion-MNIST和图形-背景MNIST上仍比匹配的反向传播低5-6个百分点，表明反馈场保真度仍然是一个主要瓶颈。这些结果显示了E/I电导、分流抑制和树突分支如何在受限局部学习中重塑信用信号几何。
引用
@article{arxiv.2607.03556,
title = {Shunting Inhibition and Dendritic Branching Shape Local Credit Assignment},
author = {Houman Safaai and Maceo Richards and Bernardo L. Sabatini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.03556},
year = {2026}
}