定量生物学 > 神经与认知
[提交于 2025年6月8日
]
标题: 接近临界点的神经元模型:受伊辛模型启发的大脑动力学方法
标题: A Neuronal Model at the Edge of Criticality: An Ising-Inspired Approach to Brain Dynamics
摘要: 我们提出了一种受Ising模型启发的神经网络模型,其中每个神经元是一个二值自旋($s_i = \pm1$),在二维晶格上与其邻居相互作用。 更新是非同步的,并遵循Metropolis动力学,引入了一个类似温度的参数$T$来增加随机性。 为了融入生理现实,每个神经元都包括固定的开/关持续时间,模仿真实神经元中存在的不应期。 这些计数器防止了立即的再激活,为模型增加了基于生物学的定时约束。 随着$T$的变化,网络从异步活动过渡到同步活动。 在临界点$T_c$附近,我们观察到临界性的标志:波动增强、长程相关性和敏感性增加。 这些特征与皮质记录中发现的模式相似,支持大脑在接近临界状态下运行以实现最佳信息处理的假设。 这个简化的模型展示了基本自旋相互作用和生理约束如何产生复杂的、涌现的行为,为通过统计物理学研究神经系统的临界性提供了一个有用的工具。
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