定量生物学 > 神经与认知
[提交于 2025年7月21日
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标题: 切换状态:异宿环作为神经元动力学的组织中心
标题: Switching States: Heteroclinic Cycles as Organising Centres of Neuronal Dynamics
摘要: 神经元网络在高活动和低活动状态之间交替,称为上状态和下状态。 它们还表现出对感知、记忆巩固和感觉处理至关重要的节律模式。 尽管它们很重要,但这些状态转换背后的原理仍然不明确。 我们提出了存在一种新型分岔结构的必要条件,作为普遍的组织中心来控制这些转换。 分岔分析和典型平均场网络模型的仿真,包括Wilson--Cowan、Tsodyks--Markram和Jansen--Rit框架,表明这种分岔结构在不同模型中稳健地出现。 我们证明了外部输入与(突触)连接之间的相互作用收敛到这一共同机制,为理解多种大脑状态如何产生和调节提供了一个基本原理。 除了现象学的平均场模型外,我们还表明,非线性输入输出关系的共享数学结构,而不是模型特定的细节,使组织中心在不同框架中保持不变,揭示了动态状态转换的一般机制。
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