新模型刻畫神經元樹突計算功能—新聞—科學網

2021-01-17 科學網

 

本報訊（記者黃辛）上海交通大學自然科學研究院、數學科學學院李松挺、周棟焯及其合作者通過理論建模分析、數值計算模擬，並結合生物學實驗的方式發展了一個簡潔的神經元模型，可以有效刻畫神經元的樹突計算功能。相關研究成果近日在線發表於美國《國家科學院院刊》。

大腦中神經元的樹突具有複雜的幾何形態和生物物理特性，目前較為流行的神經元理論模型通常不考慮樹突結構，而是將神經元的幾何形態簡化為一個點來描述神經元的細胞體（點神經元模型），從樹突上接收的空間輸入信號則被簡化描述成輸入電流在細胞體處的線性加和。

在該研究中，研究人員闡明了傳統點模型中關於輸入電流線性加和的假設過於簡化，無法刻畫真實具有樹突結構的神經元的輸入電流之間的非線性作用。同時，他們提出了一個全新的整合電流形式來修正傳統的點神經元模型。新模型可以模擬原始點神經元模型無法描述的樹突計算功能，如方向性選擇、同步性檢測等，新模型較低的數值計算複雜度和較高的生物真實性特徵，使其能夠突破大尺度真實神經元網絡動力學的計算瓶頸。

相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1904463116

《中國科學報》 (2019-08-06 第1版 要聞)

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