Синхронизация (нейробиология)

В нейробиологии синхронизацией (от греч. συνχρόνος — одновременный) называют динамический режим, который характеризуется периодической одновременной активацией определенной популяции нейронов, или синхронизацию между локальными колебаниями двух или нескольких популяций нейронов.

Модели биологического нейрона

Биологический нейрон можно моделировать на различных уровнях абстракции, но суть многих моделей заключается в выделении квазипериодических свойств его динамики, то есть изображении нейрона как осциллятора определённого уровня сложности.

Глобальная функция стабильности синхронизированного состояния

Простота математического определения состояния полной синхронизации делает возможным применение интересных аналитических методов для исследования этого вида синхронизации. Глобальная функция стабильности синхронизированного состояния (англ. Master Stability Function, MSF), например, позволяет определять стабильность состояния полной синхронизации для сети идентичных нейронов. Другими словами, рассчитав MSF для сети нужных моделей нейронов, можно с точностью сказать, существуют ли такие топологии соединения нейронов, при которых данная сеть будет способна синхронизироваться (то есть будет иметь стабильное состояние полной синхронизации).

Описание

Синхронизированная активность больших популяций нейронов является главным механизмом образования макроколебаний, или так называемых ритмов головного мозга человека. Известно, что ритмы играют важную роль в процессах передачи и обработки информации в центральной нервной системе (сон, память, внимание, пространственная навигация и т. д.), однако общей теории относительно точного назначения и принципов работы ритмов пока нет.

Пример

Модель Курамото и её расширения (такие как, например, добавление возможности формировать связи различной силы) широко используются для изучения колебательных процессов в мозге.

Связанные термины

В энциклопедии ИНФОМЕД