6、噪声和异质性下的相位重置：神经元同步的深入剖析

噪声和异质性下的相位重置：神经元同步的深入剖析

1. 同步与锁相的生物学意义

近年来，同步现象引发了广泛关注。同步指的是像摆钟、萤火虫或神经元这类单个振荡器，各自以不同速率进行节律活动，最终自发组织成具有共同频率的统一整体，形成相位锁定模式，即所有振荡器之间的相位关系保持恒定。

同步和锁相与众多重要生物学问题相关：
- 认知功能 ：神经元的瞬时同步集合被认为是认知功能的基础。例如，人类大脑远距离区域间的同步情况，能预测能否回忆起一个单词，以及是否能将图像识别为面部。
- 昼夜节律 ：哺乳动物视交叉上核的昼夜节律振荡器，可被明暗的节律循环所牵引。
- 癫痫发作 ：光敏性癫痫中，节律性强光照射会引发同步的大脑活动发作，导致癫痫发作。失神性癫痫发作则被认为源于丘脑和皮质部位之间的锁相。
- 病理震颤 ：病理性同步可能导致震颤，而精神分裂症患者的同步性会降低。
- 中枢模式发生器（CPGs） ：CPGs是一种神经回路，即使在没有感觉反馈或高级脑中枢输入的情况下，也能产生如 locomotion 或呼吸等重复的运动活动模式。有理论认为，皮质节律和回路是从运动节律和回路进化而来，可能共享基本的组织和动态功能原则。

2. 基于相位重置曲线（PRC）的研究方法

能自发爆发或重复放电的神经元可视为极限环振荡器。极限环振荡器在每个周期的适当状态空间中描绘出一个封闭轨道。在周期内的任意时间点，用 0 到 1 之间的一个数表示相位，代表在极限环