НИИ нейрокибернетики им. А.Б. Когана Ростовского государственного университета

Аннотация. Медленные альфа- и тета-подобные волны, генерируемые координированной активностью нейронов под действием неспецифических (субкортикальных) входов, создают условия динамической смены возбудимости локальных групп нейронов, которые, в свою очередь, генерируют высокочастотные гамма-осцилляции под влиянием внешних входов. Прибытие этих сигналов в наиболее уязвимой фазе медленного ритма создает благоприятную ситуацию для генерации локальных гамма-ритмов. На основе этих положений разработана и исследована оригинальная модель взаимодействия ритмов в нейронных сетях мозга. В вычислительных модельных экспериментах было показано, что управление амплитудой и фазой тета-волн может служить эффективным способом преобразования психофизической шкалы восприятия событий (паттернов входных сигналов) в микровременные шкалы нейрональных сообщений. Один из ключевых элементов новой парадигмы – фундаментальная роль взаимодействия ритмов в кодировании, сжатии и координации нейронных сообщений в мозге. Разработанная модель нейронной сети представляет собой сеть слабосвязанных нелинейных осцилляторов, каждый из которых может генерировать модулируемые медленным ритмом высокочастотные пачки осцилляций. Нелинейные взаимодействия этих ритмов в модели позволяют дать точное представление о том, как пространственная организация нейронов и их входов на клеточном уровне объясняет такие популяционные феномены взаимодействия быстрой и медленной осцилляторной активности мозга, как временное сжатие кодированных сообщений, маскирование и ряда других.

Ключевые слова: мозг, ритмы, генерация, нейронные сети, фаза, кодирование, событие.