同步如何保护免受噪音干扰
摘要：生物学中普遍存在同步现象。在神经网络中，同步机制已经从生理学和计算的角度广泛研究。同步的功能作用也引起了广泛的兴趣和争论。特别是，同步可以使大脑中的远程区域相互沟通和合作，因此它可能在时间绑定、注意力和感觉运动整合机制中发挥作用。 本文研究同步的另一个作用：所谓的“集体精度增强”。我们在全非线性动力学背景下论证，同步可能有助于保护相互连接的神经元免受影响所有神经元的随机扰动——内在神经噪声的影响。这种性质可以在存在显著噪声的情况下（例如在灵长类动物的视网膜神经节细胞中实验证明），实现可靠的计算，数学上关键是获得有意义的下游信号，无论是精确定时交互（时间编码）、群体编码还是频率编码。利用随机压缩理论，我们展示了非线性动力系统的同步如何保护这些系统免受随机扰动的影响。 我们的主要贡献是一个数学证明，根据特定的量化条件，噪声对每个个体系统和空间平均值的影响可以通过同步基本上被取消。类似的概念可能适用于系统生物学中的问题。
作者：Nicolas Tabareau, Jean-Jacques Slotine, Quang-Cuong Pham
论文ID：0801.0011
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2009-06-18