Multi-scale dynamics modeling of spike and field potential activity via biologically realistic neural ordinary differential equations

局部场电位 比例(比率) 计算机科学 同步(交流) 大脑活动与冥想 常微分方程 神经活动 领域(数学) 连贯性(哲学赌博策略) 人工神经网络 人工智能 神经计算模型 人口 生物系统 机器学习 统计物理学 神经科学 微分方程 脑电图 物理 数学 心理学 频道(广播) 生物 人口学 社会学 纯数学 计算机网络 量子力学
作者
Yin-Jui Chang,Yuan‐I Chen,Hsin‐Chih Yeh,Samantha R. Santacruz
标识
DOI:10.1109/ieeeconf56349.2022.10051855
摘要

To date, the investigation of neural population dynamics is mostly limited by single-scale analysis. Although in neuropsychiatric conditions, neural circuit-wide pathological activity impacts dynamics at multiple scales, either directly or indirectly, there is no broadly accepted multi-scale dynamical model for the collective activity of neuronal populations. Traditionally, the analysis has proceeded mainly without formal neurobiological models of the underlying multi-scale neuronal activity. Whereas cross-correlation or coherence have been employed to measure the coupling of activities at different scales (e.g., spiking and local field potential (LFP) for neuronal synchronization), they only capture patterns of statistical dependence. Instead, dynamical modeling, which is seldom explored at the multi-scale level, infers the causal interactions among brain regions or sources and potentially yields a mechanistic understanding of brain computations. Here we developed a neurobiological model-driven deep learning method, termed neural ordinary differential equation-based multi-scale dynamics modeling (msDyNODE), to uncover multi-scale brain communications governing cognitive behaviors. We showed the msDyNODE successfully captured multi-scale neural data and dynamics in both simulation and real experiments.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Aiden发布了新的文献求助10
刚刚
老实的画笔完成签到,获得积分20
1秒前
isvv完成签到,获得积分10
1秒前
不改颜色的孤星完成签到,获得积分10
1秒前
nn发布了新的文献求助10
2秒前
bibi完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
月光完成签到,获得积分10
3秒前
香蕉觅云应助活泼的半青采纳,获得30
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
mooyeah完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
kimlian完成签到,获得积分20
6秒前
我的光完成签到,获得积分10
6秒前
王富贵小仙女完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
djfndnn完成签到 ,获得积分10
7秒前
fufu完成签到,获得积分10
7秒前
丘比特应助shiyu采纳,获得10
7秒前
7秒前
julacliang完成签到,获得积分10
7秒前
刻苦蜗牛完成签到,获得积分10
7秒前
传奇3应助8如有法规采纳,获得10
8秒前
kira完成签到,获得积分10
8秒前
醉步男完成签到,获得积分10
8秒前
grace完成签到 ,获得积分10
8秒前
安舒博发布了新的文献求助10
9秒前
孙七喜完成签到,获得积分10
9秒前
如常发布了新的文献求助10
9秒前
Aiden发布了新的文献求助10
9秒前
WING关注了科研通微信公众号
9秒前
Lutras发布了新的文献求助10
9秒前
爱悠悠完成签到 ,获得积分10
10秒前
Libai完成签到,获得积分20
10秒前
LvCR完成签到 ,获得积分10
10秒前
高分求助中
GL 2 A method for assessing the in-place cleanability of food processing equipment, Fourth Edition, December 2023 3000
Annie Ernaux: De la perte au corps glorieux 600
Writing Systems 500
类器官构建与应用:从基础到前沿 500
Electric Vehicle Powertrains Design Fundamentals, Components, and Applications 400
Handbook on Planning and Climate Change Adaptation 400
Optical Coating Design with the Essential Macleod 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6808610
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8525184
关于积分的说明 18147396
捐赠科研通 6132958
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3028838
邀请新用户注册赠送积分活动 2005426
关于科研通互助平台的介绍 2002752