脑神经网络计算的多生物物理学本质
神经元与认知
2025-08-07 v2
摘要
理解动作电位的本质是我们理解神经系统一般功能的关键。脉冲在鱿鱼巨轴突中离子机制的阐述始于1952年的霍奇金和赫斯金,他们的发现构成了我们正统观点,即如何理解生理学动作电位的功能。然而,现今已积累了大量证据表明,动作电位伴随同步耦合的脉冲压力脉冲在细胞膜中存在,称为动作电位脉冲(AP-Pulse),我们最近的研究表明它在计算中发挥essential作用。本文探讨了脉冲与已知与动作电位相关的离子机制之间的相互作用。通常情况下,动作电位的计算模型将其描述为二元事件,但我们已证明它必须是一种称为计算动作电位(CAP)的量子三元事件,其时间固定点为脉冲的阈值,而非其他模型中用于促进有意义计算的那种可塑性动作电位峰。我们已为视网膜详细演示了此类频率计算,也为其他脑神经网络提供了广泛分析。因此,CAP伴随着APPulse和生理学动作电位的出现。我们得出结论,神经冲动似乎是一个由三个不可分割、相互依赖、并行状态组成的集合:生理学动作电位、APPulse和CAP。然而,尽管生理学动作电位在神经连接方面很重要,但它与计算过程无关,因为计算始终由APPulse的脉冲部分所促成。
引用
@article{arxiv.2508.03115,
title = {The Multi-biophysical nature of Computation in brain neural networks},
author = {William Winlow and Andrew Simon Johnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.03115},
year = {2025}
}
备注
13 pages 3 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2106.05538