von Economo neurons (VENs) are large bipolar projection neurons found exclusively in the anterior cingulate cortex (ACC) and frontal insula of species with complex social cognition, including humans, great apes, cetaceans, and elephants. Their selective depletion in frontotemporal dementia (FTD) and altered development in autism implicate them in rapid social decision-making, yet no computational model of VEN function has previously existed. We introduce the Fast Lane Hypothesis: VENs implement a biological speed-accuracy tradeoff (SAT) by providing a sparse, fast projection pathway that enables rapid social decisions at the cost of deliberate processing accuracy. We model VENs as fast leaky integrate-and-fire (LIF) neurons (tau=5ms, fan-in=8) alongside standard pyramidal neurons (tau=20ms, fan-in=80) within a spiking cortical circuit (N_pyr=2,000) trained on a social discrimination task. Networks are evaluated under three clinically motivated conditions across 10 independent random seeds: typical (2% VENs), autism-like (0.4% VENs), and FTD-like (post-training VEN ablation). All configurations achieve equivalent asymptotic classification accuracy (~99.4%), consistent with the prediction that VENs modulate decision speed rather than representational capacity. VENs produce median first-spike latencies 4ms earlier than pyramidal neurons, providing direct evidence of a fast signalling pathway. At a fixed decision threshold of theta=3, the typical condition is significantly faster than FTD-like (t=-23.31, p<0.0001), while the autism-like condition is intermediate (mean RT=26.91+/-9.01ms vs. typical 20.70+/-2.02ms; p=0.078, trending). To our knowledge, this is the first computational model that asks what a von Economo neuron actually computes.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

综述:基于进化和物理启发建模的计算蛋白设计
专知会员服务
16+阅读 · 2022年9月12日
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2022年6月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
论文导读 | 阿兰·图灵《计算机器与智能》
AI前线
24+阅读 · 2017年12月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
7+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
16+阅读 · 10月15日
现代电磁战:集成式系统簇时代如何实现频谱优势
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
11+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
综述:基于进化和物理启发建模的计算蛋白设计
专知会员服务
16+阅读 · 2022年9月12日
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2022年6月8日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
论文导读 | 阿兰·图灵《计算机器与智能》
AI前线
24+阅读 · 2017年12月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员