1、關于神經信息處理的模型 題目：神經信息處理的簡單模型研究 圖圖1.嗅感受神經元至小球的精確投射嗅感受神經元至小球的精確投射圖中，每一個小球僅從表達特定蛋白基因的感受器細胞接受輸入。表達特定基因的感受器用顏色標記。同一種類的嗅感受神經元投射到嗅球的同一個子區域。f氣味信息的編碼 1.氣味信號可以誘發感受神經元興奮性的或抑制性的反應。不同種類的嗅感受神經元的自發性發電頻率大小不同，一些神經元傾向于以興奮性的反應編碼氣味信號，有的以抑制性的反應編碼氣味信號。 2.嗅感受神經元對氣味信號的敏感性區別很大，一些嗅感受神經元對很多的氣味都有反應，有的僅僅對極少量的氣味有反應。 3.氣味的濃度編碼取決于嗅感

2、受神經元的動作電位發放強度以及參與氣味編碼的嗅感受神經元種類的數目。氣味濃度增大，發放率會增加。 分流抑制：比如，樹突遠端位置給一興奮性輸入，那么，同時在樹突近端給一抑制性輸入，就會分流興奮性對胞體膜電位的影響。 分流抑制的單神經元模型，模擬了神經元胞體膜電位的動力學過程，胞體接收興奮性和抑制性突觸輸入，動力學方程 v表示細胞胞體膜電位的大小，C為膜電容。g為漏電導，為靜息電位。 和 分別表示興奮性和抑制性電導， 和 為其對應的逆轉電位。細胞膜電位在穩態時表示為 這樣興奮性電導和抑制性電導被興奮性和抑制性電導的加和歸一化，興奮性和抑制性輸入在神經細胞上整合為非線性LEEgIgLEIEfon-p

3、ath配置（抑制性輸入在興奮性輸入和胞體之間）各位點膜電位動力學方程，這里， , , 分別表示胞體，樹突位點I和E的膜電位。 和 分別表示胞體和樹突位點的膜電容， 為靜息電位。 和圖2.Three-compartment模型SvIvEvSCDCLEIEEE分別表示抑制性電導和興奮性電導的反轉電位。 和 分別表示胞體和樹突輸入位點的漏電導。經過快慢動力學，網絡動力學的簡化，最后得到 圖3.突觸后電位 SgDg.fA.興奮性輸入在樹突遠端時的興奮性突觸后電位 。B.抑制性輸入在樹突近端時抑制性突觸后電位 。當電導 和 很小時，兩曲線可以近似的用線性函數逼近（虛線） 沒有抑制性輸入時，即 和 ，那么

4、 為細胞胞體對興奮性輸入 的反應。同樣的，沒有興奮性輸 入時，即 和 ，胞體對外界刺激的反應為 。這樣，僅有興奮性（抑制性）輸入時，胞體對 外界刺激的反應近似呈現出線性加和的方式。然而，給定興 奮性和抑制性輸入時，胞體上膜電位可以表示為 該公式表示為興奮性和抑制性突觸后電位的線性加和，以及 他們的乘積運算，系數 表示分流抑制強度。)(Edgf)(IPgfEgIg0Ig0)(IPgf)(EdLSgfEvEg0Eg0)(Edgf)(IPLSgfEvkon 結論：1.分流抑制強度與傳輸電導成反比。即抑制性輸入在樹突近端時，抑制性位點到胞體的傳輸電導較大，分流抑制強度較小，反之較大。也就是分流抑制強度依賴于突觸輸入位點到胞體的距離。 2.興奮性和抑制性電流在神經元細胞體上的非線性作用可以用一個簡單的公式逼近，其中分流抑制可以用興奮性和抑制性突觸后電位的乘積來表示。f姊妹細胞：我們通常把同一個小球內的投射神經元稱為姊妹細胞。f根據KC的發放率和高斯分布來逼近超幾何分布，可得f 為神經元發放閾值減少量f f 其中，f若保持KCs發放率不變，增加突觸連接概率Pc可減小噪聲對稀疏編碼的影響。這意味著KC突觸連接數越多，噪聲對稀疏表示的影響越小。當Pc=0.5時，噪聲對稀疏表示的影響最小。f另外