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悖论性反应，即对抑制性神经元施加兴奋性扰动反而降低其放电率的现象，通常被视为抑制稳定网络（ISN）的标志，并已在多个脑区中观察到。然而，由于脑区之间通过长程投射相互连接，目前尚不清楚，在某一脑区观察到的悖论性反应究竟反映了该脑区内部的抑制稳定化，还是源于脑区之间的分布式相互作用。在此，我们利用解析上易于处理的多脑区群体模型和数值模拟，表明脑区间连接能够使局部抑制稳定化与悖论性反应相互分离。某一脑区出现悖论性反应的条件，取决于该脑区内部的循环兴奋、经由其他脑区介导的反馈，以及这些其他脑区的动力学。因此，脑区间耦合既能在局部并非抑制稳定的脑区中产生悖论性反应，也能在局部具有抑制稳定性的脑区中消除这种反应。由此可见，在相互连接的网络中，悖论性反应既非局部抑制稳定化的必要条件，也非其充分条件。这些发现表明，通常不能仅依据局部回路动力学来解释局部扰动反应，并强调了在推断单个脑区的局部回路特性时考虑脑区间连接的重要性。
悖论性反应是指对抑制性神经元施加兴奋性扰动后，其放电率反而降低。这类反应通常被视为抑制稳定网络（ISN）的标志，并已在多个脑区中观察到。然而，由于各脑区通过长程投射相互连接，目前尚不清楚在某一脑区观察到的悖论性反应，究竟反映了该脑区内部的抑制稳定性，还是源于脑区之间的分布式相互作用。在此，我们利用解析上易于处理的多脑区群体模型和数值模拟，表明脑区间连接能够使局部抑制稳定性与悖论性反应相互分离。某一脑区出现悖论性反应的条件，由该脑区内的循环兴奋、经由其他脑区介导的反馈，以及这些其他脑区的动力学共同决定。因此，脑区间耦合既可能在局部并非抑制稳定的脑区中产生悖论性反应，也可能使局部具有抑制稳定性的脑区不再出现这种反应。由此可见，在相互连接的网络中，悖论性反应既不是局部抑制稳定性的必要条件，也不是充分条件。这些发现表明，通常不能仅依据局部环路动力学来解释局部扰动反应，并凸显了在推断单个脑区的局部环路性质时考虑脑区间连接的重要性。
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关键词：悖论性反应 · 抑制稳定网络 · 脑区间耦合 · 神经网络动力学 · 局部回路
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.09.750483v1?rss=1