Роль гетерогенности в синхронизации импульсных нейронных сетей
Мысин Иван Евгеньевич, Чижов Антон Вадимович
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино, Московская область, Россия
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия
Аннотация. Разнообразие и разнородность нейронов и синапсов является важным фактором функционирования мозга. В нашей работе мы исследовали роль гетерогенности нейронных популяций в возникновении синхронных режимов в связанной возбуждающими связями сети при наличии внешнего возбуждающего входа. С помощью моделирования методом Монте–Карло и методом моделирования распределения рефрактерной плотности нейронов-интеграторов и нейронов Ходжкина–Хаксли мы показали, что существует диапазон параметров стимулирующего тока и силы связей в популяции, при котором эффекты гетерогенности нейронов по порогу или по стимулирующему току противоположны. При больших значениях синаптических весов и подпороговых значениях возбуждающего тока гетерогенность способствует возникновению синхронного режима в нейронной сети, в то же время, при уменьшении силы связей и увеличении возбуждающего тока гетерогенность уменьшает склонность нейронной сети к синхронизации. Полученные результаты позволяют согласовать известные данные об эффектах гетерогенности в регуляции синхронных режимов возникающих в нейронных ансамблях мозга.
Ключевые слова: синхронизация, гетерогенность импульсных нейронных сетей, эпилепсия, гиппокамп.