可变突触强度控制前馈神经网络中的放电率分布

放电率统计的异质性已知会对神经编码产生严重影响。近期在弱电鱼中的实验记录表明，电感觉侧线叶 (ELL) 中浅层锥体细胞的放电率（试次和时间平均）分布宽度依赖于刺激，并且网络输入能够介导群体间放电率分布的变化。我们先前发展了理论方法以理解两个属性（突触和内在异质性）如何相互作用并改变具有随机递归耦合的积分-放电神经元群体中的放电率分布。受实验数据启发，我们将这些理论结果扩展到延迟前馈脉冲网络，定性地捕捉了在体记录中观察到的放电率异质性变化。我们展示了异质性神经属性如何改变放电率异质性，并解释了不同感觉刺激下的效应。该模型预测了在此类延迟前馈网络中有效网络连接强度如何与内在异质性相关联：前馈输入强度在低放电率异质性时与兴奋性（放电阈值）正相关，而在高放电率异质性时与兴奋性负相关。我们还展示了我们的理论如何用于预测有效神经架构。我们证明神经属性并非以简单方式相互作用，而是以复杂的刺激依赖方式控制神经异质性，并讨论了其如何最终塑造群体编码。