具有真实突触传递的生物学基础小脑脉冲网络模型捕捉复杂回路动力学。

内容形式：摘要译文

小脑神经回路的动态依赖于丰富的突触机制和兴奋性机制，这些机制被认为决定了生理和病理条件下的网络计算。在本研究中，我们构建并验证了一个具有生物学基础的小脑皮层脉冲神经网络，其中嵌入了细胞兴奋性和突触传递的关键机制，并评估了这些机制对信号处理的影响。通过自动调参程序，依据精细的多区室模型对神经元输入-输出函数、短时程突触可塑性、受体特异性动力学以及NMDA通道的电压依赖性门控进行了校准。

纳入这些真实的生物学特性后，该网络模型能够模拟在急性小脑切片记录中观察到的关键特征。苔藓纤维刺激所诱发的神经元放电和局部场电位，以毫秒级精度忠实再现了自然活动模式。随后，通过选择性关闭受体，揭示了NMDA、GABA和AMPA受体对颗粒层和浦肯野细胞频率依赖性输入-输出函数的贡献，从而将既往的经验性发现与特定突触机制联系起来。

该模型兼具高计算性能与生物学真实性，为在大规模、长时程模拟中研究神经生理现象及行为的神经相关机制提供了计算高效的框架，例如用于探究学习和小脑病理状态神经基础的模拟。

关键词：小脑神经回路 · 脉冲神经网络 · 突触传递 · 神经元兴奋性 · 突触可塑性 · 计算神经科学

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.12.724100v1?rss=1