大规模脉冲神经元电路中相空间划分的统计力学

突触相互作用构建了神经电路动力学的相空间并约束了神经计算。理解这一点需要处理这些离散相互作用的方法，但目前鲜有此类方法。最近发现，即使是随机网络也表现出将相空间划分为众多吸引子盆地的动力学。在此，我们利用这一现象来发展脉冲神经电路中相空间划分的几何理论。我们发现构建相空间的盆地边界是脉冲时间碰撞事件的原像。通过建立脉冲时间碰撞事件的统计理论，我们推导出了相邻盆地发散率及其大小分布的表达式。该理论揭示了典型的盆地直径随抑制耦合强度的增加而增大，随脉冲事件发生率的增加而减小。我们的研究提供了一种解析且可推广的方法，用于剖析连接性、耦合强度、单神经元动力学和群体活动如何塑造脉冲电路的相空间几何。