神经系统中信息传输的刺激依赖性频率调制

神经振荡是普遍现象，可在从单个神经元到宏观大脑的不同神经系统层次上观察到。这些振荡的频率与脑功能相关。然而，关于神经系统的振荡频率如何影响其中的神经信息传输知之甚少。本文中，我们研究了单个神经元中的信号处理如何受上游节律性神经活动产生的阈下膜电位振荡所调制。我们发现高频振荡促进强信号的传递，而慢振荡促进弱信号。尽管单个神经元传递弱信号的信息容量较低，但当弱信号通过具有不同振荡相位的多条通路传递时，其信息容量大大增强。我们提供了一个简单的相平面分析，以解释泄漏积分放电神经元模型中这种刺激依赖性频率调制的机制。这些结果为大脑如何仅通过振荡频率调制其信息处理提供了基本理解。