兴奋抑制平衡神经元自动机中滑翔子的组合性与信息容量

在元胞自动机中，被称为滑翔机（glider）的局部活动模式会传播并相互作用，以承载和转换信息。神经元网络能否利用这种计算能力仍不清楚。在此，我们证明，一个具有分离的兴奋性和抑制性群体、分级细胞活动以及均匀局部连接的皮层网络模型会自发产生多样且相互作用的滑翔机。通过解析约化，我们识别出维持主导 G-滑翔机传播的细胞条件。不同的滑翔机可以组装成不断生长的结构，并释放出其他类型的滑翔机。在兴奋/抑制平衡附近，稀疏的滑翔机动力学与高计算能力共存，后者以输入区分和泛化为衡量指标，且局部能力随空间和时间而变化。相反，中间神经元之间强烈的相互抑制则允许转移性增殖，但计算能力较低。这些发现将元胞自动机与神经元信息处理联系起来，并将相互作用的滑翔机确定为动态可塑性的候选机制：即在不变的突触架构内实现计算的重组。

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