稀疏神经网络中的随机共振:持续活动的功能作用,以检测鼠标清醒听力皮层中弱感官输入的功能作用
Takahiro Noda1, Hirokazu Takahashi1
1Department of Mechano-informatics, Graduate School of Information Science and Technology, The University of Tokyo, 7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, Japan.
Cerebral cortex (New York, N.Y. : 1991)
|November 13, 2023
概括
由于自发活动,醒着的大脑更好地检测弱信号. 这项研究表明,随机共振通过非线性相互作用优化了听觉皮质的信号噪声比 (SNR).
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 计算神经科学是一种神经科学.
背景情况:
- 清醒的皮质表现出更高的自发活动,但比麻醉皮质更好地检测弱感官输入.
- 对神经元活动中这种悖论性观察的计算基础尚未完全理解.
研究的目的:
- 为了研究在清醒大脑中增强感官检测的机制.
- 提出和测试随机共振改善信号噪声比 (SNR) 对于微弱的感官输入的假设.
主要方法:
- 在生体外细胞记录使用密集的微电极阵列在老鼠听觉皮层.
- 在清醒和麻醉状态下,研究声和语调唤起的神经元活动.
主要成果:
- 在清醒状态下,声调唤起的活性与 prestimulus 活动的超线性增加.
- 对于弱刺激表现的最佳SNR发生在中级 prestimulus 活动水平.
- 暂时间歇的神经元发射模式,而不是试验对试验的可靠性或LFP波动,与SNR改善有关.
结论:
- 一种假设的随机共振机制通过自发活动和唤起活动之间的非线性相互作用来增强弱感官输入的SNR.
- 稀疏网络的随机共振可能会改善单个神经元的SNR,与稀疏的感觉皮层表示保持一致.
