Synaptic unreliability facilitates information transmission in balanced cortical populations.
Synaptic unreliability facilitates information transmission in balanced cortical populations.
复制标题
突触不可靠性有利于平衡皮质群中的信息传输。
DOI：
10.1103/physreve.91.062707
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
M. Bethge
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Leon A. Gatys;Alexander S. Ecker;T. Tchumatchenko;M. Bethge
突触的不可靠性是大脑生物物理噪声的主要来源之一。在神经信息处理的背景下，神经系统如何承受这种不可靠性是一个核心问题。在这里，我们研究突触噪声如何影响皮层回路中的信号传递，在皮层回路中，兴奋和抑制被认为是紧密平衡的。令人惊讶的是，我们发现在这种平衡状态下，突触反应的可变性实际上促进了信息的传递，而不是损害信息的传递。特别是，快速变化信号的传输受益于突触噪声，因为它瞬间增加了突触前信号和突触后电流之间共享的信息量。此外，我们表明噪声的有益作用是基于一个非常普遍的机制，与随机共振相反，在有限的噪声水平下不会达到最佳。
Synaptic unreliability is one of the major sources of biophysical noise in the brain. In the context of neural information processing, it is a central question how neural systems can afford this unreliability. Here we examine how synaptic noise affects signal transmission in cortical circuits, where excitation and inhibition are thought to be tightly balanced. Surprisingly, we find that in this balanced state synaptic response variability actually facilitates information transmission, rather than impairing it. In particular, the transmission of fast-varying signals benefits from synaptic noise, as it instantaneously increases the amount of information shared between presynaptic signal and postsynaptic current. Furthermore we show that the beneficial effect of noise is based on a very general mechanism which contrary to stochastic resonance does not reach an optimum at a finite noise level.
DOI：
10.1073/pnas.91.22.10380
发表时间：
1994-10-25
影响因子：
11.1
作者：
ALLEN, C;STEVENS, CF
通讯作者：
STEVENS, CF
影响因子：
8.6
作者：
Nikitin, Alexander P.;Stocks, Nigel G.;McDonnell, Mark D.
通讯作者：
McDonnell, Mark D.
DOI：
10.1073/pnas.87.14.5359
发表时间：
1990-07-01
影响因子：
11.1
作者：
BEKKERS, JM;RICHERSON, GB;STEVENS, CF
通讯作者：
STEVENS, CF