Neural integrator: a sandpile model.
Neural integrator: a sandpile model.
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DOI：
10.1162/neco.2008.12-06-416
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发表时间：
2008-10
影响因子：
2.9
通讯作者：
Koulakov A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nikitchenko M;Koulakov A
我们研究了基于通过正反馈连接的迟滞单元的神经积分器模型。假设滞后现象是由电池的固有特性产生的。我们考虑包含双稳态或多稳态神经元的循环网络。我们将我们的分析应用于动眼神经速度到位置神经积分器，该积分器使用携带有关眼睛角速度信息的输入来计算眼睛位置。通过在参数空间中分析该系统，我们得出以下结论。与未连接神经元的情况相比，具有循环连接的系统的神经元响应中的滞后方向可能是相反的。因此，对于基于 NMDA 受体的双稳态，对于相同的眼睛位置，ON 扫视后的放电率可能高于 OFF 扫视后的放电率。仅当神经元之间的滞后大小不同时，该模型中才会发生滞后反转。我们还将积分器的宏观泄漏时间常数与迟滞单元中微观自发噪声驱动的转变速率联系起来。最后，我们研究了迟滞积分器可能没有积分阈值的条件。
We investigated a model for the neural integrator based on hysteretic units connected by positive feedback. Hysteresis is assumed to emerge from the intrinsic properties of the cells. We consider the recurrent networks containing either bistable or multistable neurons. We apply our analysis to the oculomotor velocity-to-position neural integrator that calculates eye positions using the inputs that carry information about eye angular velocity. By analyzing this system in the parameter space we show the following. The direction of hysteresis in the neuronal response may be reversed for the system with recurrent connections compared to the case of unconnected neurons. Thus, for the NMDA receptor based bistability the firing rates after ON saccades may be higher than after OFF saccades for the same eye position. The reversal of hysteresis occurs in this model only when the size of hysteresis differs from neuron to neuron. We also relate the macroscopic leak time-constant of the integrator to the rate of microscopic spontaneous noise-driven transitions in the hysteretic units. Finally, we investigate the conditions under which the hysteretic integrator may have no threshold for integration.
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