基底神经节的频率和功能：β和γ波段活动的起源

Frequency and function in the basal ganglia: the origins of beta and gamma band activity

Alexander Blenkinsop¹, Sean Anderson² and Kevin Gurney¹

¹Department of Psychology, University of Sheffield, Sheffield S10 2TP, UK
²Automatic Control & Systems Engineering, University of Sheffield, Sheffield
S13JD, UK

摘要：摘要：基底神经节 (BG) 的神经振荡已得到充分研究，但仍知之甚少。光谱活动的行为相关性得到了很好的描述，但缺乏将时域动态和光谱特性与 BG 函数联系起来的定量假设。我们首次表明，通过解释描述苍白球对皮层刺激的内部反应的数据中先前被忽略的结构，可以进行统一的描述。这些数据被用来暴露一对独特的神经元对刺激的反应。这一观察形成了 BG 新数学模型的基础，该模型定量拟合数据，描述了数据中的动态，并针对其他刺激协议实验进行了验证。一个关键的新结果是，当使用假设在执行运动任务期间发生的输入运行模型时， β 和 γ 频率振荡分别在静态力和运动期间自然出现，与实验局部场电位一致。这个新模型预测苍白-纹状体连接在β带活动的产生中起关键作用，并且与运动任务表现相关的伽马带活动起源于苍白-底丘脑反馈回路。网络作为选择机制的功能也作为一种涌现属性出现，更接近数据的拟合提供了更好的选择属性。该模型为研究 BG 的光谱、时间和功能分析提供了一个连贯的框架，因此为研究 BG 病理学（如计算机帕金森病）的综合方法奠定了基础。
关键点：
1、已经观察到基底神经节中的神经元振荡与行为相关，尽管这些振荡的因果机制和功能意义仍然未知。
2、我们提出了一种新的健康基底神经节计算模型，受非人类灵长类动物的单个单元记录的约束。
3、当使用动机任务执行过程中可能预期的输入运行模型时，网络显示出现现象：它作为选择机制的作用，并显示了与体内看到的光谱属性相匹配的光谱属性。
4、Beta 频率振荡显示需要苍白纹状体反馈，并且与行为相关的皮层输入一起发生。伽马振荡出现在丘脑底-苍白球反馈回路中，并在运动过程中发生。
5、该模型为研究基底神经节的光谱、时间和功能分析提供了一个连贯的框架，并为研究基底神经节病理学（如计算机帕金森病）的综合方法奠定了基础。

翻译原件：Frequency and function in the basal ganglia: the origins of beta and gamma band activity

翻译稿件：基底神经节的频率和功能：β和γ波段活动的起源