具有距离相关连接的纹状体网络模型中的活动动态和信号表示
Activity Dynamics and Signal Representation in a Striatal Network Model with Distance-Dependent Connectivity
Sebastian Spreizer,1,2 Martin Angelhuber,1,2 Jyotika Bahuguna,3 Ad Aertsen,1,2 and Arvind Kumar2,4
1Faculty of Biology, University of Freiburg, Freiburg, D-79104, Germany,
2Bernstein Center Freiburg, University of Freiburg, Freiburg, D-79104, Germany,
3Institute of Neuroscience and Medicine (INM-6), Institute for Advanced Simulation 4 (IAS-6), Research Centre Jülich, Jülich, D-52428, Germany, and
4Department of Computational Science and Technology School of Computer Science and Communication, KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, SE-100 44, Sweden
摘要：纹状体是基底神经节的主要输入核。表征纹状体活动动力学对于理解动作选择、启动和执行的机制至关重要。在这里，我们研究了空间网络连通性对纹状体活动时空结构的影响。我们表明，具有非单调变化的距离相关连接（根据伽马分布）的纹状体网络可以表现出广泛的时空动态，范围从空间同质、异步不规则(AI)活动到具有稳定、空间局部活动的状态颠簸，如“赢家通吃”（WTA）动态。在这些方案中，不稳定的活动颠簸[过渡活动(TA)]方案与实验观察到的时空活动动力学和纹状体中的神经元组装非常相似。相比之下，具有单调递减距离相关连接（以高斯方式）的纹状体网络只能表现出AI状态。因此，鉴于观察到纹状体中空间紧凑的神经元簇，我们的模型表明纹状体投射神经元之间的循环连接应该是非单调的。在帕金森病等脑部疾病中，皮质输入增加和纹状体放电率增加与刺激敏感性降低有关。与此一致，我们的模型表明，强大的皮质输入驱动纹状体进入WTA状态，导致低刺激敏感性和高可变性。相比之下，AI和TA状态显示出较高的刺激敏感性和可靠性。因此，基于这些结果，我们建议在健康状态下，纹状体在AI/TA状态下运行，而多巴胺的缺乏会将其推入WTA状态。
翻译原件：Activity Dynamics and Signal Representation in a Striatal Network Model with Distance-Dependent Connectivity
翻译稿件：具有距离相关连接的纹状体网络模型中的活动动态和信号表示
当前位置：