神经元雪崩暗示皮层网络在临界性下具有最大动态范围
摘要：皮层的自发神经活动是一种普遍特征。其时空组织反映了过去的输入并调节了未来的网络输出。在这里，我们研究了是否某种特定类型的自发活动是由针对输入处理进行优化的网络所产生的。神经崩解是一种在体内和体外观察到的自发活动类型，在统计学上符合“关键状态”网络的特性。理论预测关键状态和神经崩解对于输入处理是最优的，但是目前尚未通过实验进行测试。在这里，我们使用在平面微电极阵上生长的皮层切片培养物来证明产生神经崩解的皮层网络受益于最大化的动态范围，即能够响应最广范围的刺激。通过改变培养物中兴奋和抑制的比例，我们根据与我们的模拟预测一致的距离关键状态的输入处理网络调整曲线。我们的发现表明，在皮层中，(1)平衡的兴奋和抑制建立了关键状态，最大化了可以处理的输入范围；(2)在关键现象的背景下，自发活动和输入处理是统一的。
作者：Woodrow L. Shew, Hongdian Yang, Thomas Petermann, Rajarshi Roy, Dietmar Plenz
论文ID：0906.0527
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2009-11-09