实现感觉运动行为在不同时间及空间尺度下灵活转换是大脑一项基本且重要的功能。大脑如何做到在不同时空尺度下灵活转换的机制并不清楚。在此计算工作中，作者首次提出神经调制突触短时程可塑性可以作为一种统一和生物可实现的机制调控感觉运动功能的时间及空间尺度。在循环神经网络中作者创新地引入突触短时可塑性机制(STP) (A)。通过调节STP参数以控制STP的动力学特性进而控制输出轨迹的速度(时间尺度)及大小(空间尺度) (B)。
我们同时也验证了神经调制突触短时程可塑性调控感觉时间功能的可行性。在感觉时间认知领域，一项研究发现应用光遗传上调多巴胺可以让大鼠对时间感知变慢，证实了一个日常生活中一个普遍的现象：当人们感觉快乐的时候，会觉得时间过得更快，原因是大脑感知到的时间比外在物理世界的时间慢。为测试我们提出的方法也适用于感觉时间领域，我们进一步应用模型重现了上述动物实验研究，证明了神经调制STP可能是多巴胺调节时间感知的机制 (图C-E)。
相关论文：S. Zhou#, D.V. Buonomano, Unified control of temporal and spatial scales of sensorimotor behavior through neuromodulation of short-term synaptic plasticity, Science Advances, 2024
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