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基于抑制性突触可塑性的反馈神经回路兴奋性与抑制性动态平衡

发布时间:2018-04-17 23:02

  本文选题:抑制性突触可塑性 + 反馈神经回路 ; 参考:《物理学报》2015年10期


【摘要】:大脑皮层的兴奋性与抑制性平衡是维持正常脑功能的前提,而其失衡会诱发癫痫、帕金森、抑郁症等多种神经疾病,因此兴奋性与抑制性平衡的研究是脑科学领域的核心科学问题.反馈神经回路是脑皮层网络的典型连接模式,抑制性突触可塑性在兴奋性与抑制性平衡中扮演关键角色.本文首先构建具有抑制性突触可塑性的反馈神经回路模型;然后通过计算模拟研究揭示在抑制性突触可塑性的调控下反馈神经回路的兴奋性与抑制性可取得较高程度的动态平衡,并且二者的平衡对输入扰动具有较强的鲁棒性;其次给出了基于抑制性突触可塑性的反馈神经回路兴奋性与抑制性平衡机理的解释;最后发现反馈回路神经元数目有利于提高兴奋性与抑制性平衡的程度,这在一定程度上解释了为何神经元之间会存在较多的连接.本文的研究对于理解脑皮层的兴奋性与抑制性动态平衡机理具有重要的参考价值.
[Abstract]:The balance of excitability and inhibition in the cerebral cortex is the premise of maintaining normal brain function, and its imbalance can induce epilepsy, Parkinson's disease, depression and other neurological diseases.Therefore, the study of the balance between excitability and inhibition is the core scientific problem in the field of brain science.Feedback neural circuit is a typical connection mode of cerebral cortical network. Inhibitory synaptic plasticity plays a key role in the balance between excitability and inhibition.In this paper, a feedback neural circuit model with inhibitory synaptic plasticity is constructed.Then the simulation results show that under the regulation of inhibitory synaptic plasticity, the excitability and inhibition of feedback neural circuits can achieve a high degree of dynamic equilibrium, and the balance between them is robust to the input disturbance.Secondly, the mechanism of excitability and inhibition balance in feedback neural circuits based on inhibitory synaptic plasticity is explained, and finally, it is found that the number of neurons in feedback circuits can improve the degree of excitability and inhibition balance.This partly explains why there are more connections between neurons.This study has important reference value for understanding the dynamic equilibrium mechanism of excitability and inhibition in cerebral cortex.
【作者单位】: 天津医科大学生物医学工程学院;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:61473208);国家自然科学基金重大研究计划(批准号:91132722)资助的课题~~
【分类号】:R338

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1765670

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