默认模式网络与任务正网络之间相互拮抗的神经动力学分析

发布时间：2025-01-15 15:27

　　 任务正激活与任务负激活的工作机制是认知功能实现的基本要素.这一拮抗关系的失衡或者受损可能会引发一系列严重的退行性神经疾病,然而到目前为止,尚不清楚这种拮抗现象的神经机制.该文基于默认模式网络与任务正网络在突触层面上相互抑制的假设,并结合多种刺激条件下的工作记忆模型,进行了计算机数值模拟.研究结果表明:1)任务正网络与任务负网络之间在神经活动上呈现出拮抗关系; 2)伴随着工作记忆刺激方向数目的增加,任务负网络神经活动的衰减程度会随之增大; 3)当工作记忆相关的脑区其神经活动增加时,任务负网络的神经活动减少;4)并且随着工作记忆任务难度的增加,任务负网络的神经活动会迅速衰减.这些计算结果都与神经科学实验数据是匹配的.由于任务负激活是默认模式网络的主要特征,因此默认模式网络与任务正网络在突触层面上的相互抑制是这两种不同性质网络之间形成拮抗关系的根本原因.

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【部分图文】：

图1模型的结构图

图2模型1和模型2中工作记忆网络的各个兴奋性神经元发放

向分别为90°，180°，270°．在记忆4个项目时，使用了4个方向刺激，刺激方向为72°，144°，216°，288°．在记忆5个项目时，使用了5个方向刺激，刺激方向为60°，120°，180°，240°，300°．这些刺激都是在750～1000ms施加给工作记忆网络的兴奋性神....

图3模型1在各种刺激条件下工作记忆w

察到，模型2中第2048号神经元两侧的神经元对方向角为180°的刺激的响应随着偏好方向与刺激方向之间差异的增大而迅速减少，这表明模型2对于刺激的区分度更大．当刺激方向角为120°和240°的两个刺激(图2(b))以及刺激方向角为90°，180°和270°的3个刺激(图2(c))时....

图4模型2在各种刺激条件下工作记忆网络的兴奋性神经元发放时刻Fig．4Therasterplotsofexcitatoryneuronsintheworkingmemorynetworkinmodel2underdifferentstimulusconditions(d)

(b)2个方向(c)3个方向(b)2directions(c)3directions(d)4个方向(e)5个方向(d)4directions(e)5directions图4模型2在各种刺激条件下工作记忆网络的兴奋性神经元发放时刻Fig．4Therasterplotsofexcit....

本文编号：4027498