Conditions for stable propagation of synchronous spiking in cortical neural networks

  • Auf der Grundlage des Integrate-and-Fire Modells einer einzelnen Nervenzelle wird gezeigt, daß die stabile Fortpflanzung synchroner Aktionspotentiale in vorwärtsverschalteten Subnetzwerken (Synfire Chains) unter den durch den Cortex vorgegebenen physiologischen Randbedingungen möglich ist. Dazu wird eine neue Übertragungsfunktion definiert und eine zweidimensionale iterative Abbildung konstruiert, welche die Dynamik im Netzwerk erfaßt. Mit diesen Werkzeugen wird die Abhängigkeit der Dynamik von drei physiologisch relevanten Parametern studiert: Anzahl der Neuronen pro Gruppe, Amplitude der Membranpotentialfluktuationen und Anstiegszeit des postsynaptischen Potentials. Diese Größen sind Bifurkationsparameter der Dynamik, die den Attraktor für synchrone Spikeaktivität vernichten können. Für alle drei Größen steht ein Intervall im physiologischen Bereich zur Verfügung, in dem der Attraktor existiert. Jeder Parameter hat spezifische Auswirkungen auf die zu beobachtende Netzwerkaktivität.

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Metadaten
Author:Markus DiesmannORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-8407
Subtitle (English):single neuron dynamics and network properties
Referee:Christoph von der MalsburgGND, Gregor SchönerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2003/09/15
Date of first Publication:2003/09/15
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2002/11/25
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Theoretische Physik; Neuroinformatik; Neuronales Netz; Synchronisierung; Hirnforschung
Note:
Teile der Arbeit veröffentlicht in:
Propagation of synchronous spiking activity in in feedforward neural networks / Aertsen A, Diesmann M, and Gewaltig M-O
In: Journal of physiology, Bd. 90.1996, S. 243 - 247

Characterization of synfire activity by propagation "Pulse Packets" / Diesmann M, Gewaltig M-O, and Aertsen A
In: Computational Neuroscience : trends in research 1995 / ed. Bower JM. - San Diego : Academic Press, 1996

Conditions for stable propagation of synchronous spiking in cortical neural networks / Diesmann M, Gewaltig M-O, and Aertsen A
In: Nature, Bd. 402.1999, S. 529 - 533

State space analysis of synchronous spiking in cortical neural networks / Diesmann M [u.a.]
In: Neurocomputing, Bd. 38/40.2001, S. 565 - 571

Cortical synfire-activity : configuration space and survival probability / Gewaltig M-O, Diesmann M, and Aertsen A
In: Neurocomputing, Bd. 38/40.2001, S. 621 - 626

Propagation of cortical synfire activity : survival probability in single trials and stability in the mean / Gewaltig M-O, Diesmann M, and Aertsen A
In: Neural networks, Bd. 14.2001, S. 657 - 673

Exact digital simulation of time-invariant linear systems with applications to neuronal modeling / Rotter, S and Diesmann M
In: Biological Cybernetics, Bd. 81.1999, S. 381 - 402
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Physik
faculties:Fakultät für Physik und Astronomie
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