Local inhibitory plasticity tunes macroscopic brain dynamics and allows the emergence of functional brain networks

فعالیت مغز خودبخودی غنی در طیف مختلف مقیاس زمانی و فضایی مشاهده شده است. این پویایی ها برای عملکرد عصبی کارآمد مهم هستند. طیف وسیعی از شواهد تجربی نشان می دهد که این پویایی عصبی در بین انواع مختلف حالت های شناختی، در پاسخ به تغییرات محیط و تغییرات در پیکربندی مغز (مثلا در میان افراد، توسعه و در بسیاری از اختلالات عصبی) نگهداری می شود. این نشان می دهد که مغز مکانیسم هایی برای تقویت دینامیک در طیف وسیعی از شرایط فراهم کرده است. چندین مکانیزم بر اساس پلاستیک هوموتستیک پیشنهاد شده است تا توضیح دهد که چگونه این پویایی ها از شبکه های نورون در مقیاس میکروسکوپی ظاهر می شود. در اینجا ما بررسی می کنیم که چگونه یک مکانیزم خانهوستاتیک ممکن است در مقیاس ماکروسکوپی کار کند: به ویژه، تمرکز بر اینکه چگونه با توپولوژی ساختاری زیر ساختی و نحوه ایجاد آن به شبکه های ارتباطی عملیاتی به خوبی توصیف می شود. ما از یک مدل ساده میدان مغناطیسی مغز استفاده می کنیم که با اتصال ساختاری ماده سفید به صورت تجربی محدود می شود که هر منطقه مغز با استفاده از مجموعه ای از نورون های هیجان انگیز و مهار کننده شبیه سازی می شود. ما همچون کار میکروسکوپی نشان می دهیم که پلاستیک هیستوستاتیک فعالیت شبکه را تنظیم می کند و اجازه می دهد تا پویایی غنی و خود به خودی در طیف وسیعی از تنظیمات مغز ایجاد شود که در غیر این صورت دامنه ای بسیار محدود از رژیم های پویا را نشان می دهد. علاوه بر این، اتصال عملیاتی شبیه سازی شده مدل هوموستاتیک شبیه سازی شبکهای عملیاتی تجربی بهتر است. برای رسیدن به این هدف، ما نشان می دهیم چگونه وزنهای مهار کننده در طول زمان با هم تطبیق می یابند تا خواص نظری گراف مهم شبکه شبکه ساختاری زیر را به ثبت برسانند. بنابراین، این مقاله ارائه می دهد که چگونه مکانیزم های مهار کننده مهاربندی موجبات پویایی مغناطیسی پایدار را در مغز ایجاد می کند و به تشکیل شبکه های ارتباطی کاربردی کمک می کند.