不同神经元模型在直流外电场下的适应性机制分析

摘要

外电场会对神经系统的动力学行为产生影响,但其作用机制尚不明确.放电频率适应性是神经元动力学的一个显著特征,它在神经系统的信息处理过程中起到了重要的作用.为了研究不同神经元模型的适应性机制以及不同机制之间的对比,基于Leaky Integrate-and-Fire(LIF)模型和Ermentrout模型,建立了在直流外电场作用下改进的LIF和Ermentrout适应性模型.通过分析不同模型的放电序列、初始和稳态放电频率曲线,发现LIF模型有两种产生适应性的机制,适应性电流机制使放电频率曲线水平移向高输入方向,且斜率保持不变;动态阈值机制使放电频率曲线呈发散状,斜率递减.而Ermentrout模型只有一种产生适应性的机制.另外通过分析噪声下放电峰峰间期的相关系数和变异系数,进一步阐明直流外电场对不同适应性机制的影响.