随机和局部连接的脉冲神经网络模拟运动皮层的自发放电活动
摘要：人脑皮层活动的计算模型揭示了人脑高级处理机制，包括规划、感知和运动控制。即使在没有感觉输入或可辨认的运动的情况下，皮层中的活动也是持续存在的，并且被认为与皮层电路的拓扑结构有关。然而，连接性及其在时空射击模式和皮层计算生成中的功能作用仍然未知。身体运动是大脑的一个关键功能，运动皮层是与运动生成相关的主要皮层区域。我们建立了一个脉冲神经网络模型的运动皮层，该模型结构由基于先前皮层模型的层状结构和电路组成。实施了一个局部连通方案，以为皮层模型引入更多生理学的合理性，并将其对神经元射击的频率、分布和不规则性的影响与原始的随机连接方法和实验数据进行了比较。局部连接增加了神经元射击的分布和总体频率。它还导致了射击的不规则性更接近实验测量值。局部连接模型中动力学行为的较大变异性表明，在自发活动期间，神经元群体连接的拓扑结构在射击模式中起着重要的作用。该模型在复制运动皮层的宏观网络、复制现实的时空射击和揭示皮层中信息编码方面迈出了一步。这样的大规模计算模型能够捕捉结构和功能与可观察的神经元射击行为之间的关系，并研究大脑的潜在计算机制。
作者：Lysea Haggie (1), Thor Besier (1), Angus McMorland (1 and 2) ((1) Auckland Bioengineering Institute, University of Auckland, Auckland, New Zealand, (2) Department of Exercise Sciences, University of Auckland, Auckland, New Zealand)
论文ID：2307.02659
分类：Neurons and Cognition
分类简称：q-bio.NC
提交时间：2023-07-07