6、神经突触规则与信息存储机制解析

神经突触规则与信息存储机制解析

1. 结构可塑性与稀疏激活

在神经科学研究中，结构可塑性是一个重要的研究方向。早期对神经联想记忆信息存储容量优化的研究发现，只有通过对稀疏活动模式之间的关联进行赫布式学习，才能实现最优的信息存储。自20世纪80年代以来，这种稀疏激活的要求成为了完善赫布细胞集合概念的重要因素。例如，在一个由约30个相互连接的皮质模块组成的网络中，具体的计算模型就体现了稀疏激活在信息处理中的重要性。

2. 局部突触规则概述

局部突触规则描述了突触从突触前（轴突）末端向突触后（树突）受体传递兴奋强度的变化，这种变化是突触前和突触后瞬间局部活动的函数。

2.1 突触活动状态

• 突触前活动：可以是轴突中的尖峰或非尖峰。
• 突触后活动：通常是突触后树突中的分级电位，也可能是反向传播的突触后尖峰。

通过设定一个标准（如电位阈值）来区分树突活动的“高”和“低”状态，局部突触规则可以用如下表格表示：
| 突触前（轴突）活动 | 突触后（树突）活动 | 传导性变化结果 |
| — | — | — |
| 高（尖峰） | 高 | C1 |
| 高 | 低 | C2 |
| 低（非尖峰） | 高 | C3 |
| 低 | 低 | C4 |

这四个数字C1、C2、C3、C4表示在四种不同局部活动条件下突触“传导性”的变化。正传导性表示突触是兴奋性的，负传导性表示突触是抑制性的。而且，这些变化是以相对单位表示的，例如(2, –1, 1,0)和(2c, –c, c, 0)（c为任意常数）本质上具有相同