脑电图计算模型及应用（上）

背景：

计算模型位于基础科学和医疗保健应用的交叉点，因为它允许研究人员在计算机中试假设计并预测现在实践中很难测试的实验和交互的结果。然而，神学科学和心理学不同领域的研究人们以许多不同的方式理解“计算模型”的含义，阻断了交流和合作。

脑电图（EEG）在许多领域都有应用，它是一种非侵入性神经成像技术，可测量大脑的活动。近一个世纪以来，脑电图记记录一直是神经科学和神经病学研究和临床应用的驱动力。脑电图依赖于将电极放置于人的头皮上，测量铜体神元的突触后位。脑电图不直接测量神经元的运动位置，但有一些迷象表明高频振幅与尖峰活动有关。由活动制作人的神经递质释放，无论是兴奋性的还是抑制性的，都会在顶端树突处产业部电流，进而引导树突乔木周围绕细胞外空的电流源和汇（即突触后位置，见图1）。

A. 单体和微电网水平的微观模型；

B. 神经团和神经场水平的介绍模型；

C. 考虑到连接组/白质的宏观模型。

微观尺寸：

两个简单的例子（ = 1 , 2) leaky integrate-and-fire (LIF) 神经元缚合在一处，一个铜体神经元与中间神经元形形成兴奋性突触，后者又与铁体细节肌形成抑制性突触。这条较小的线路出现了反扑扑制，因为身体细小细胞在被兴奋时会激发中间神经元，而中间神经元又会扑制它。在等式中，是两个细胞中的每一个的膜位 = 1 , 2; 是细胞的泄漏还是静息位；R是应对膜阻力的常数；是每个细胞从另一个细胞接收的突触输入，也可能是背景输入；是决定多快的时间常数腐烂。该模型通过设置一个触发蘄值来模拟，当达该蘘值时，一个尖峰被记录下来，重新设置为。

介绍角度：

Wilson-Cowan 模型，其中兴奋性 ( E ) 和抑制性 ( I ) 群体融合在一起。平均场方法描述了大量神经元的平均活动。并且是 sigmoid 传递函数，其值表示群体中有多少神经元 达到释放电压，并与ℎ /ℎ 是外部输入，例如背景噪音。触摸结合的强度。

宏观尺寸：

为模拟皮层甚至皮层下区域之间的远程交互作用，大脑网络模型使用经验结构连接矩阵C中定义的连接权力将许多介绍（“局”）模型束合在一起。显示示例方法确定了 Kuramoto 模型，其中相对每个节点n使用取其自然频率附加近振幅活动的摘要。思考到时间延迟，每个节点的相对位置决定于连接节点p的相位 , 由节点n和p之间的距离定义。k是控制节点间连接强度的全局缩小参数。02

宏观尺度模型建设模式的说明：

使用定义的宏观模型（例如面板a中的Kuramoto模型，右侧）模拟每个节点的活动。然后根据该活动计算感兴趣的特征。这里显示的是功能连接，例如节点之间的锁相值（图2)。然后可以将其与以完全相同的方式从实测数据计算的经验能力连接性石阵进行比较，例如通过关联阵的条目。可以根据模型参数确定模型模拟，例如缩小参数k或单位速度，此处用“tau”表示。

►下期预告：脑电计算模型详解及应用