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海马 CA1 用于生成 theta 波的神经模拟实现
Neural Networks ( IF 6.0 ) Pub Date : 2021-07-09 , DOI: 10.1016/j.neunet.2021.07.002
Nima Salimi-Nezhad 1 , Mohammad Hasanlou 2 , Mahmood Amiri 3 , Georgios A Keliris 4
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神经工程的最新进展促进了神经假体的开发,从而促进了神经系统问题患者的功能。在这项研究中,提出了一种实时神经形态系统来人工重现 CA1(海马体的一个子区域)中不同神经元群的 theta 波和放电模式。海马 theta 振荡(4-12 Hz)是一种重要的电生理节律,有助于各种认知功能,包括导航、记忆和新奇检测。提议的 CA1 神经模拟电路包括 100 个线性化 Pinsky-Rinzel 神经元和 668 个兴奋性和抑制性突触,位于现场可编程门阵列 (FPGA) 上。CA1 的已实现尖峰神经网络包括用于生成 theta 节奏的主要神经元群:兴奋性锥体细胞、PV+ 篮状细胞和 Oriens Lacunosum-Moleculare (OLM) 细胞是抑制性中间神经元。此外,通过穿孔通路从内嗅皮层到 CA1 区域的主要输入、通过 Schaffer 侧枝的 CA3 和通过伞毛-穹窿的内侧隔也使用爆裂漏积分和发射 (LIF) 神经元在 FPGA 上实现模型。硬件实现的结果表明,所提出的 CA1 神经模拟电路成功地重建了 theta 振荡,并在功能上说明了不同神经元群的放电反应之间的相位关系。它还评估了消除内侧隔对 CA1 神经元群的放电模式和 theta 波特征的影响。





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更新日期:2021-07-09
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