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神经元共享同一细胞外介质，因此每一次放电所产生的电流都会建立一个局部电场，并反馈作用于邻近细胞的膜电位，这种相互作用称为旁电耦合（ephaptic coupling）。局部电场通常通过外部施加的方式进行研究，例如通过细胞外电极注入正弦电流，这会牵引并同步神经元放电。然而，内源性电场——即由网络自身放电自发产生的电场——则是另一种现象，其功能作用仍不明确，因为若要去除该电场，就必须同时抑制产生它的神经元活动。 我们构建了两类相匹配的放电网络：一类包含自洽的内源性电场，另一类不包含该电场；同时还设置了一个放电率匹配的对照条件，用以将电场效应与放电率区分开来。结果表明，电场的来源决定其作用。网络为自身生成的电场会降低群体活动的相关性、扩展其维度，并提升解码性能；相反，从外部施加的相同电场则产生相反效果，使群体活动同步化并降低编码性能。这种优势在空间编码任务和时间编码任务中均得到保持，并且在放电率匹配后依然存在。一个闭式理论将这种去相关效应解释为：电场作为一种空间滤波器作用于神经元所共享的慢成分。 为了在皮层中寻找这一现象，我们分析了多膜片钳记录数据，结果表明，一个神经元的放电会在不存在突触连接的邻近神经元中留下与距离相关的痕迹，而这一现象可由同一电场模型加以复现。因此，自生成电场并非一种副产物，而是一种无需额外连线即可改善群体编码并重塑神经元群体动力学几何结构的机制。
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发布于 2026 年 7 月 31 日。
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电场耦合改善神经群体编码
Kianoush Banaie Boroujeni， Sabine Kastner
bioRxiv 2026.07.28.741366； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.28.741366
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《电场耦合改善神经群体编码》
Kianoush Banaie Boroujeni， Sabine Kastner
bioRxiv 2026.07.28.741366； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.28.741366
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.28.741366v1?rss=1
🏷️ 旁电耦合 内源性电场 神经群体编码 去相关化 皮层网络动力学
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