Self-sustained neural activity in the absence of ongoing external input is a fundamental feature of nervous system dynamics, yet the conditions under which it can emerge in biophysically grounded network models remain incompletely understood. We studied whether a recurrent network of Hodgkin-Huxley neurons with spike-timing-dependent plasticity and intrinsic stochasticity can maintain autonomous activity after brief transient stimulation. The simulated network comprised 200 neurons (160 excitatory, 40 inhibitory) with 80% connection probability, incorporating excitatory and inhibitory STDP, probabilistic vesicle release, probabilistic synapse formation, receptor variability, and voltage-dependent inhibition. After a brief 200 ms initialization stimulus to 30 excitatory neurons, the network received no further external input. In one 1800 s simulation and two additional 500 s simulations, the network maintained sparse, irregular activity without ongoing drive. In the 1800 s run, 67% of neurons exhibited mean firing rates below 1 Hz, the population mean firing rate was 1.13 +/- 1.34 Hz, participation increased across longer observation windows, and population-mean Fano factors remained near 1-2, consistent with irregular spike timing. Raster activity also showed spontaneous qualitative reorganizations in collective firing patterns over time. These findings suggest that recurrent Hodgkin-Huxley networks with plastic and stochastic synapses can sustain long-duration autonomous activity in a sparse firing regime after brief initialization.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Nature综述:大规模神经形态计算
专知会员服务
22+阅读 · 2025年5月4日
Nat. Biomed. Eng.| 综述:医学和医疗保健中的自监督学习
专知会员服务
40+阅读 · 2022年8月25日
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
27+阅读 · 2022年6月8日
Attention!注意力机制模型最新综述
中国人工智能学会
18+阅读 · 2019年4月8日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+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
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
37+阅读 · 2021年2月10日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
14+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
12+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
Nature综述:大规模神经形态计算
专知会员服务
22+阅读 · 2025年5月4日
Nat. Biomed. Eng.| 综述:医学和医疗保健中的自监督学习
专知会员服务
40+阅读 · 2022年8月25日
[ICML2022] NeuroFluid: 流体仿真的人工智能新范式
专知会员服务
27+阅读 · 2022年6月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+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
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员