Control de la explosión de la red en un modelo de red de disparo suministrado con plasticidad implementada de memristor
Autores: Stasenko, Sergey V.; Mikhaylov, Alexey N.; Kazantsev, Victor B.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de la explosión de la red en un modelo de red de disparo suministrado con plasticidad implementada de memristor
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Red de neuronas
STDP
Memristor
Dinámica de explosión
Actividad cerebral sincrónica
Actividad epileptiforme
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 37
Citaciones: Sin citaciones
Consideramos un modelo de red neuronal no estructurada compuesto por neuronas excitatorias e inhibitorias. Las conexiones sinápticas están provistas de plasticidad dependiente del tiempo de espiga (STDP). Tomamos el modelo STDP implementado utilizando un memristor. En condiciones normales, la red forma descargas de explosión, típicas de redes vivas no estructuradas en cultivos neuronales disociados. Al incorporar un modelo inspirado en la biología, demostramos cómo la plasticidad memristiva emula la plasticidad dependiente del tiempo de espiga, lo cual es crucial para regular la actividad cerebral sincrónica. Hemos encontrado que, cuando se activa la STDP basada en memristores para las conexiones inhibitorias, la dinámica de explosión se suprime y la red pasa a un modo de espigado aleatorio. Se analiza la dependencia de las propiedades de explosión en el grado de plasticidad STDP basada en memristores. Estos hallazgos tienen implicaciones para el avance de neurointerfaces invasivas y para la identificación y manejo de la actividad epileptiforme.
Descripción
Consideramos un modelo de red neuronal no estructurada compuesto por neuronas excitatorias e inhibitorias. Las conexiones sinápticas están provistas de plasticidad dependiente del tiempo de espiga (STDP). Tomamos el modelo STDP implementado utilizando un memristor. En condiciones normales, la red forma descargas de explosión, típicas de redes vivas no estructuradas en cultivos neuronales disociados. Al incorporar un modelo inspirado en la biología, demostramos cómo la plasticidad memristiva emula la plasticidad dependiente del tiempo de espiga, lo cual es crucial para regular la actividad cerebral sincrónica. Hemos encontrado que, cuando se activa la STDP basada en memristores para las conexiones inhibitorias, la dinámica de explosión se suprime y la red pasa a un modo de espigado aleatorio. Se analiza la dependencia de las propiedades de explosión en el grado de plasticidad STDP basada en memristores. Estos hallazgos tienen implicaciones para el avance de neurointerfaces invasivas y para la identificación y manejo de la actividad epileptiforme.