一个生物物理模型，将大脑皮层的标量电位和极化波与视觉中的慢速神经活动联系起来

《Scientific Reports》：A biophysical model linking cortical scalar potentials and polarization waves to slow traveling activity in vision

　　

摘要

最近的实验研究表明，视觉认知过程中伴随着皮层组织中缓慢传播的生物物理波。在这里，我们提出视觉皮层中的极化波为这些缓慢传播的波提供了生物物理基础。为此，我们首先使用一个理论推导出的电报型模型方程，计算了初级视觉皮层中由离子电流产生的标量势场的传播速度。基于线性卷积框架，我们进一步证明了由缓慢振荡的神经元偶极子产生的标量势场\(\varvec{\phi\:}(\varvec{x},\varvec{t})\)和极化波\(\varvec{P}(\varvec{x},\varvec{t})\)以相同的速度传播。值得注意的是，预测的速度与独立估计的有效皮层调制波的传播速度（约1.5厘米/秒）一致。由于每条平行的视网膜/外侧膝状体/丘脑皮层通路都汇集了来自一百多个光感受器的信号，因此产生的响应可能覆盖一系列有效的皮层波数。在这个多\(\varvec{k}\)范围内，我们发现色散扩散会自然地随时间出现，这可能减少通道间的干扰并有助于稳定感知处理。