受挫的大脑：从基序动力学到群落与网络

认知功能依赖于分布式皮层网络中灵活动力学与整合过程之间的适应性平衡。零滞后同步模式可能支撑着众多感知和认知功能。同步通过降低熵来实现整合，而适应性功能则要求能够 readily 访问多种多样的稳定状态。在此，我们阐明了源自脑网络基本特性的两种对零滞后同步模式的互补影响。首先，相互耦合的神经元子系统对（共振对）促进了其所在小型基序内的稳定零滞后同步，其效应可沿连接链传播。其次，受挫的闭环基序破坏了同步动力学，使得零滞后同步的亚稳态构型得以共存。我们在小型基序中记录了这两种互补影响，并说明了这些效应如何支撑原型模块化网络以及猕猴大规模皮层网络（CoCoMac）中稳定与亚稳态的相位同步模式。我们发现，同步模式的可变性取决于节点间的时间延迟，随网络规模增大而增加，并在中等耦合强度下达到最大。我们假设，共振与受挫之间的辩证影响可能构成了灵活神经元整合的动态基础，这是跨越多种认知过程的基本平台。