对称性破缺子支配神经元启发网络中的同步模式

人脑实验揭示了不同活动模式和功能网络组织随时间的切换。最近，多层建模已被应用于多个神经生物学层面（从脉冲网络到脑区），以揭示同步模式涌现和时间演化的新见解。我们考虑一个双层网络，其顶层直接耦合到底层。当被隔离时，底层将保持在一个特定的稳定模式。然而，在顶层存在的情况下，网络表现出时空切换。顶层与层间耦合共同充当对称性破缺子，支配底层并限制允许的对称诱导模式的数量。这种结构使我们能够证明底层上模式状态的存在性和稳定性，但最引人注目的是，它基于支配层独特的对称性破缺作用，实现了一种简单的模式间切换机制。我们证明，对称性破缺子阻止了底层的完全同步，这种情况在正常功能的大脑中是不希望出现的。我们使用两层 Hindmarsh-Rose（HR）振荡器来说明我们的发现，并采用主稳定函数方法在小网络中研究模式间的切换。