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海马CA3区锐波活动的大时间步长离散时间建模。 (英语) 兹比尔1464.92014

摘要:在神经生物网络的时空动力学研究中,经常使用固定积分时间步长模拟神经元尖峰活动的简化模型。固定时间步长积分的选择提供了计算的简单性和效率,特别是在处理大量神经元和突触在任何给定时间以不同活动水平在人群中运行的情况下。经过调整以产生特定类型的振荡或波形的网络模型对神经元和突触的固有特性敏感,因此通常容易受到积分时间步长变化的影响。在本研究中,我们分析了海马CA3区网络中的锐器波活动模型,以研究整合时间步长的增加如何影响网络行为,并提出调整神经元和突触的固有属性,以帮助最小化或消除时间步长增加造成的损伤。

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92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
92C20美元 神经生物学
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参考文献:

[1] 大研,P。;LF,A.,《理论神经科学》(2001),麻省理工学院出版社:麻省理学院出版社,马萨诸塞州剑桥·Zbl 1051.92010年
[2] Graham,B。;Gillies,A。;Willshaw,D.,《神经科学中的计算建模原理》(2011),剑桥大学出版社
[3] Shepherd,G.M.,《大脑的突触组织》(2004),牛津大学出版社:牛津大学出版社;纽约
[4] Brette,R。;鲁道夫,M。;Carnevale,T。;海因斯,M。;比曼,D。;Bower,J.M.,《尖峰神经元网络的模拟:工具和策略综述》,《计算神经科学杂志》,23,349-398(2007)
[5] 亚武兹,E。;特纳,J。;Nowotny,T.,GeNN:加速大脑模拟的代码生成框架,科学代表,618854(2016)
[6] Izhikevich,E.M.,皮层尖峰神经元使用哪种模型?,IEEE Trans Neural Netw,151063-1070(2004)
[7] Izhikevich,E.M.,尖峰神经元的简单模型,IEEE Trans Neural Netw,14,1569-1572(2003)
[8] 托布尔,J。;Brette,R.,自适应指数积分和fire模型的动力学和分岔,Biol Cybern,99,319-334(2008)·Zbl 1161.92016年
[9] Rulkov,N.F。;蒂莫菲耶夫一世。;Bazhenov,M.,《大规模皮层网络中的振荡:基于地图的模型》,《计算机神经科学杂志》,第17期,第203-223页(2004年)
[10] Jin,X。;弗伯,S.B。;Woods,J.V.,可扩展芯片多处理器上尖峰神经网络的有效建模,(神经网络,2008 IJCNN 2008(IEEE计算智能世界大会)IEEE国际联合会议,IEEE(2008)),2812-2819
[11] Bazhenov,M。;Rulkov,N.F。;Timofeev,I.,《突触连接性对快速皮层振荡远程同步的影响》,《神经生理学杂志》,1001562-1575(2008)
[12] 科马罗夫,M。;Krishnan,G。;Chauvette,S。;Rulkov,N。;蒂莫菲耶夫一世。;Bazhenov,M.,用于大规模脑动力学模拟的新型简化计算效率神经元模型,《计算神经科学杂志》,44,1-24(2018)·Zbl 1402.92094号
[13] 阿西西,C。;Stopfer,M。;Laurent,G。;Bazhenov,M.,通过前馈抑制对稀疏性的自适应调节,Nat Neurosci,101176-1184(2007)
[14] Kee,T。;Sanda,P。;古普塔,N。;Stopfer,M。;Bazhenov,M.,《基本嗅觉回路中的前馈与反馈抑制》,《公共科学图书馆计算生物学》,11,文章e1004531 pp.(2015)
[15] 杜拉·伯纳尔,S。;Chadderdon,G.L。;Neymotin,S.A。;弗朗西斯,J.T。;Lytton,W.W.,《走向感觉运动皮层仿生模型和机器人手臂之间的实时界面》,Pattern Recognit Lett,36,204-212(2014)
[16] Zbrzeski,A。;Bornat,Y。;希伦,B。;苏·R。;阿巴斯,J。;Jung,R.,《应用于闭环膈肌刺激的FPGA生物激励控制器》,《Front Neurosci》,第10275页(2016年)
[17] 韦斯特法尔,A。;Rulkov,N。;艾尔斯,J。;Brady,D。;Hunt,M.,《用电子神经系统控制基于七鳃鳗的机器人》,《智能结构系统》,第839-52页(2011年)
[18] Diekelmann,S。;Born,J.,《睡眠的记忆功能》,《Nat Rev Neurosci》,第11期,第114-126页(2010年)
[19] 莫尔,M。;Born,J.,《慢振荡协调快速振荡和记忆巩固》,《Progr Brain Res》,193,93-110(2011)
[20] 拉什,B。;Born,J.,《关于睡眠在记忆中的作用》,Physiol Rev,93681-766(2013)
[21] Achermann,P。;Borbely,A.A.,人类睡眠脑电图中的低频(<1Hz)振荡,神经科学,81,213-222(1997)
[22] 施温德尔,C.D。;McNaughton,B.L.,海马-皮层相互作用和记忆痕迹再激活动力学,Progr。《大脑研究》,193163-177(2011)
[23] Sirota,A。;Csicsvari,J。;布尔,D。;Buzsáki,G.,啮齿动物睡眠期间新皮质和海马之间的通讯,美国国家科学院院刊,1002065-2069(2003)
[24] 斯塔雷西纳,B.P。;伯格曼,T.O。;Bonnefond,M。;范德梅伊,R。;Jensen,O。;Deuker,L.,睡眠期间人类海马体中慢振荡、纺锤波和涟漪的层次嵌套,《国家神经科学》,第18期,1679-1686页(2015年)
[25] 萨瑟兰,G.R。;McNaughton,B.,海马和新皮质神经元群中的记忆踪迹再激活,Curr Opin Neurobiol,10180-186(2000)
[26] Walker,M.P。;Stickgold,R.,《睡眠、记忆和可塑性》,《心理年鉴》,第57期,第139-166页(2006年)
[27] Malerba,P.,Jones,M.W.,Bazhenov,M.定义在锐波涟漪期间调节CA3-CA1再激活的突触机制。biorxiv.org 2017年。;Malerba,P.,Jones,M.W.,Bazhenov,M.定义在锐波涟漪期间调节CA3-CA1再激活的突触机制。biorxiv.org 2017年。
[28] 马勒巴,P。;尖岭,K。;Bazhenov,M.,《锐波涟漪期间学习诱导的序列再激活:一项计算研究》,《数学科学进展》(2017),Springer International Publishing,SD University of California,Medicine,La Jolla,CA,USA
[29] 马勒巴,P。;Bazenov,M.,睡眠期间海马再激活的回路机制,Neurobiol Learn Mem(2018)
[30] 马勒巴,P。;Krishnan,G.P。;Fellous,J.M。;Bazhenov,M.,Hippocampal CA1涟漪作为抑制瞬变,《公共科学图书馆·计算生物学》,12,文章e1004880 pp.(2016)
[31] Memmesheimer,R.M.,具有超线性树突相互作用的神经网络中间歇性高频振荡的定量预测,美国国家科学院院刊,107,11092-11097(2010)
[32] Taxidis,J。;库姆斯,S。;梅森,R。;Owen,M.R.,通过化学突触的CA3-CA1网络模型模拟尖锐的波峰复合体,海马,22,995-1017(2012)
[33] Y.大村。;卡瓦略,M.M。;Inokuchi,K。;Fukai,T.,海马锐波期间突发生成的对数正态递归网络模型,《神经科学杂志》,35,14585-14601(2015)
[34] 特劳布·R·D。;Bibbig,A.,基于突触耦合和锥体神经元间轴突-松质缝隙连接的海马体高频波纹模型,《神经科学杂志》,20,2086-2093(2000)
[35] 特劳布·R·D。;施密茨,D。;杰弗里斯·J·G。;Draguhn,A.,《通过轴索缝隙连接互连的海马锥体神经元网络预计会发生高频群体振荡》,《神经科学》,92,407-426(1999)
[36] 韦斯特,M.J。;Gundersen,H.J.,人类海马神经元数量的无偏体视学估计,《计算机神经学杂志》,296,1-22(1990)
[37] Uhlenbeck,G.E。;奥恩斯坦,L.S.,《论布朗运动理论》,Phys Rev,36823(1930)
[38] 费尔南德斯,F.R。;Broicher,T。;A.Truong。;White,J.A.,膜电压波动降低高电导状态下CA1锥体神经元的尖峰频率适应并保持输出增益,《神经科学杂志》,31,3880-3893(2011)
[39] 阿塔拉,B.V。;Scanziani,M.,通过平衡激发与抑制对伽马振荡频率的瞬时调制,《神经元》,62566-577(2009)
[40] Pouille,F。;Marin-Burgin,A。;Adesnik,H。;阿塔拉,B.V。;Scanziani,M.,《通过全局前馈抑制扩展皮层动态范围的输入归一化》,《国家神经科学》,第12期,第1577-1585页(2009年)
[41] Broicher,T。;马勒巴,P。;多瓦尔,A.D。;Borisyuk,A。;费尔南德斯,F.R。;White,J.A.,CA1锥体神经元的尖峰相位锁定取决于背景电导和放电速率,神经科学杂志,3214374-14388(2012)
[42] 缅因州,Z.F。;Sejnowski,T.J.,《新皮质神经元棘波计时的可靠性》,《科学》,2681503-1506(1995)
[43] 阿巴巴内尔,H.D。;Rulkov,N.F。;Sushchik,M.M.,《混沌的广义同步:辅助系统方法》,《物理评论》,E Stat,《物理-等离子体-流体-相互关系专题》,53,4528-4535(1996)
[44] 费尔南德斯,F.R。;马勒巴,P。;P.C.Bressloff。;White,J.A.,内鼻星状细胞表现出对θ输入的优先尖峰锁相,这通过突触活动的相关性增强,《神经科学杂志》,33,6027-6040(2013)
[45] Pervouchine,D.D.,Netoff,T.I.,Rotstein,H.G.,White,J.A.,Cunningham,M.O.,Whittington,M.A.等人。内嗅皮层和海马的低维动力学编码图,神经计算。18(2006)2617-50。;Pervouchine,D.D.,Netoff,T.I.,Rotstein,H.G.,White,J.A.,Cunningham,M.O.,Whittington,M.A.等人。内嗅皮层和海马的低维动力学编码图,神经计算。18 (2006) 2617-50. ·兹比尔1102.92008
[46] Brette,R。;Gerstner,W.,《自适应指数积分和fire模型作为神经元活动的有效描述》,《神经生理学杂志》,943637-3642(2005)
[47] Buzsaki,G.海马尖锐波峰:情景记忆和规划的认知生物标志物,海马。25 (2015) 1073-188.; Buzsaki,G.海马尖锐波峰:情景记忆和规划的认知生物标志物,海马。25 (2015) 1073-188.
[48] 水杉,K。;Buzsaki,G.,海马和内嗅皮质中预配置的、偏斜的放电率分布,Cell Rep,4100-1021(2013)
[49] Csicsvari,J.等人。;Hirase,H。;Mamiya,A。;Buzsáki,G.,尖锐波相关群体事件期间海马CA3-CA1神经元的集合模式,《神经元》,28,585-594(2000)
[50] Rulkov,N.F。;Neiman,A.B.,尖峰神经元基于地图模型的采样率控制,Commun非线性科学数值模拟(2018)·Zbl 1470.92029
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