重構(gòu)脈沖輸出網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)的理論與計(jì)算框架

上海交通大學(xué)自然科學(xué)研究院、數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院周棟焯和李松挺團(tuán)隊(duì)及其合作者在大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)連接重構(gòu)方面取得了重要進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)科學(xué)院院刊》（PNAS）。在神經(jīng)科學(xué)中，準(zhǔn)確測(cè)量神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的突觸連接結(jié)構(gòu)信息對(duì)理解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、動(dòng)力學(xué)和認(rèn)知功能等均具有重要意義。文章推導(dǎo)出4種常用因果性度量（時(shí)滯相關(guān)系數(shù)、時(shí)滯互信息、格蘭杰因果關(guān)系和傳遞熵）在計(jì)算神經(jīng)元脈沖輸出信號(hào)的因果連接時(shí)彼此之間的數(shù)學(xué)理論關(guān)系，證明了這4種因果性度量計(jì)算的因果連接都與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)連接高度一致，理論上揭示了因果連接和結(jié)構(gòu)連接之間的定量關(guān)系，建立了基于因果連接重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)連接的計(jì)算框架。