聆听海马涟漪:层级引导编排下多神经元脉冲活动的事件忠实且可重复声音化

root 提交于 周四, 09/10/2026 - 10:47
在人类感官中,听觉以其较高的频率分辨率以及对时空模式的敏感性而著称。因此,将神经活动呈现为声音以供直接感知的声化在神经科学领域具有悠久的历史。尽管声化能够促进对群体活动时间结构的探索,但密集的脉冲序列通常难以凭听觉加以追踪。本文提出 HERO(Hierarchy-guided Event-faithful Reproducible Orchestration,层级引导的事件保真可复现编配)流程:在 MIDI 事件表示中保留脉冲起始时刻的同时,为记录到的神经元单元分配稳定的音乐声部。选定时间区间内的每个脉冲均生成一条独立的 Note On 消息,其时序由全局时间扩展处理后再经有界时钟舍入确定。另一条独立的分析路径利用多尺度相关性和基于区块自助法的共关联分析,将各单元组织成一个层级结构。该层级结构用于指导乐器分配;与此同时,为每个单元固定分配音高、调谐偏移、力度和立体声位置。所派生的 SoundFont 将调谐参数与声像参数彼此独立地存储,从而支持共享同一 MIDI 通道的不同单元分别设置这些参数。速率依赖的力度和通道音量设置旨在减弱高频放电单元的主导作用。一个在线音频示例展示了在大规模放电期间单个活动的可听性,网址为:https://www.youtube.com/watch?v=zOYGXcp727A。HERO 提供了一种可复现的群体活动听觉表征,有望帮助将注意力引向值得开展后续定量分析的特征。

聆听海马波纹:借助层级引导编排,对多神经元放电进行事件忠实且可复现的声音化 | bioRxiv

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# 聆听海马波纹:借助层级引导编排,对多神经元放电进行事件忠实且可复现的声音化

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Yuji Ikegaya

doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.05.749637

Yuji Ikegaya 东京大学

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通讯作者: yuji{at}ikegaya.jp

## 摘要

在人类的各种感官中,听觉具有较高的频率分辨率以及对时空模式的敏感性。因此,将神经活动转换为声音以实现直接感知的声音化技术,在神经科学领域已有悠久的历史。尽管声音化有助于探索群体活动的时间结构,但密集的脉冲序列通常难以通过听觉进行追踪。在此,我提出 HERO(Hierarchy-guided Event-faithful Reproducible Orchestration,层级引导的事件忠实可复现编排)流程。该流程为记录到的神经元单元分配稳定的音乐声部,同时在 MIDI 事件表示中保留脉冲的起始时刻。在选定的时间区间内,每个脉冲都会产生一条独立的 Note On 消息,其时序由全局时间拉伸和随后实施的有界时钟舍入共同决定。另一条分析路径利用多尺度相关性和区块自助法共关联分析,将神经元单元组织成一个层级结构。该层级结构用于指导乐器分配;与此同时,每个单元均被分配固定的音调、调谐偏移、力度和立体声位置。对于共享同一 MIDI 通道的单元,派生的 SoundFont 将调谐参数与声像参数分别存储。与放电频率相关的力度和通道音量设置旨在降低高频放电单元的支配作用。一个在线音频示例展示了在大规模放电期间个体活动的可听性,网址为:https://www.youtube.com/watch?v=zOYGXcp727A。HERO 提供了一种可复现的群体活动听觉表征,有望将注意力引向值得开展后续定量分析的特征。

## 利益冲突声明

## 脚注

https://github.com/etangval/HERO

https://www.youtube.com/watch?v=zOYGXcp727A

## 资助者信息声明

日本科学技术振兴机构, https://ror.org/00097mb19, JPMJER1801, JPMJMS2012

人工智能与超越研究所

日本学术振兴会, https://ror.org/00hhkn466, 22K21353

日本医疗研究开发机构, https://ror.org/004rtk039, JP24wm0625207, JP24wm0625401, JP24wm0625502

## 版权

本预印本的。

本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议 开放。

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发布于 2026 年 9 月 9 日。

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# 聆听海马波纹:借助层级引导编排,对多神经元放电进行事件忠实且可复现的声音化

Yuji Ikegaya

bioRxiv 2026.09.05.749637; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.05.749637

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Yuji Ikegaya

bioRxiv 2026.09.05.749637; doi: https://doi.org/10.64898/2026.09.05.749637


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.05.749637v1?rss=1

🏷️ 神经活动声化 海马神经元 多神经元脉冲序列 群体神经活动 MIDI事件表示 可复现神经分析