- 3 次围观
在神经元之间的突触连接中，少数罕见的连接强度比大多数连接高出几个数量级。这种重尾连接在不同物种、脑区和细胞类型中普遍存在，表明其可能服务于神经功能中的某种一般性目的。在此，我们通过解析方法和模拟表明，在存在突触噪声的情况下，重尾连接能够减少通信错误。在单个神经元的最简模型中，噪声连接会以一种仅取决于简单网络统计量的速率诱发错误；我们将这一统计量称为鲁棒性。对于固定数量的输入突触，连接强度分布越宽的神经元，其鲁棒性越高，因此产生的错误越少。在多个神经连接组中，我们发现，真实神经元的鲁棒性始终高于相应的可比零模型网络。在果蝇（Drosophila）的全脑中，鲁棒性随其与感觉外周距离的增加而增强，因此，中枢神经元比参与感觉处理的神经元具有更高的鲁棒性。综上，这些结果表明，重尾连接可能普遍形成，以增强大脑抵御通信噪声的能力。
christopher.lynn{at}yale.edu
摘要
信息/历史记录
指标
数据/代码
PDF 预览
摘要
在神经元之间的突触连接中，少数罕见连接的强度比大多数连接高出数个数量级。这种重尾连接在不同物种、脑区和细胞类型中普遍存在，表明它可能对神经功能具有普遍作用。本文通过解析推导和模拟证明，在存在突触噪声时，重尾连接能够减少通信错误。在单个神经元的简化模型中，噪声连接所导致的错误率仅取决于一个简单的网络统计量，我们将其称为鲁棒性。在传入突触数量固定的情况下，连接强度分布越宽的神经元鲁棒性越高，因此发生的错误也越少。我们分析了多个连接组，发现真实神经元的鲁棒性始终高于相应的零模型网络。在果蝇全脑中，鲁棒性随神经元与感觉外周距离的增加而提高，因此中枢神经元比参与感觉处理的神经元更具鲁棒性。综上，这些结果表明，重尾连接可能普遍形成，以增强大脑抵御通信噪声的能力。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
脚注
https://github.com/jbetancourt015/robust_communication
https://doi.org/10.5281/zenodo.23427196
已声明的资助信息
美国国立普通医学科学研究所，R35GM160188
版权
本预印本版权归作者/资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。本预印本依据 CC-BY 4.0 国际许可协议开放获取。
返回顶部
上一篇
下一篇
发布于 10 月 26 日，
2026年。
下载 PDF
数据/代码
电子邮件
感谢您有兴趣帮助传播 bioRxiv 上的内容。
注意：请求您的电子邮件地址仅用于确认您是本文的发送者。
您的电子邮件地址
*
您的姓名
*
发送至
*
请输入多个地址，每行一个，或使用逗号分隔。
您将要发送以下内容：
重尾连接支持稳健的神经通信
邮件主题
（您的姓名）已从 bioRxiv 向您转发了一个页面
邮件正文
（您的姓名）认为您可能会想查看 bioRxiv 网站上的此页面。
您的个人留言
验证码
此问题用于测试您是否为人类访客，并防止自动垃圾邮件提交。
分享
重尾连接支持稳健的神经通信
Jose M. Betancourt
Varun Varanasi
Damon A. Clark
Christopher W. Lynn
bioRxiv
2026.10.21.760834；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760834
分享本文：
复制
引用工具
重尾连接支持稳健的神经通信
Jose M. Betancourt
Varun Varanasi
Damon A. Clark
Christopher W. Lynn
bioRxiv
2026.10.21.760834；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.21.760834
引用管理器格式
BibTeX
Bookends
EasyBib
EndNote（带标签）
EndNote 8（XML）
Medlars
Mendeley
Papers
RefWorks Tagged
Ref Manager
RIS
Zotero
推文组件
Facebook 点赞
Google Plus +1
主题领域
神经科学
主题领域
所有文章
动物行为与认知
（8164）
生物化学
（19027）
生物工程
（15171）
生物信息学
（45412）
生物物理学
（22958）
癌症生物学
（20125）
细胞生物学
（27323）
临床试验
（138）
发育生物学
（14154）
生态学
（21408）
流行病学
（2067）
进化生物学
（25819）
遗传学
（16354）
基因组学
（23861）
免疫学
（19042）
微生物学
（43227）
分子生物学
（18354）
神经科学
（95208）
古生物学
（714）
病理学
（3038）
药理学与毒理学
（5205）
生理学
（8289）
植物生物学
（16277）
科学传播与教育
（2116）
合成生物学
（4648）
系统生物学
（10393）
动物学
（2428）
关键词：重尾连接 · 突触噪声 · 神经通信 · 神经连接组 · 通信鲁棒性
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.21.760834v1?rss=1