Сложные динамические пороги и генерация потенциалов действия в модели нейронной активности

Статья посвящена исследованию процессов активации нейронов, пороги возбуждения которых не являются постоянными, а изменяются во времени (так называемые динамические пороги). Динамика нейрона описывается моделью Фитц-Хью—Нагумо с нелинейным поведением восстанавливающей переменной. В рамках этой модели изучен отклик нейрона на внешнее импульсное активирующее воздействие при наличии медленно меняющегося синаптического тока. Исследована структура динамического порога и установлены его свойства в зависимости от параметров внешнего воздействия. Обнаружено, что характерной чертой сложного динамического порога является формирование «складок» на сепаратрисном пороговом многообразии в фазовом пространстве модели. Установлена высокая чувствительность нейрона к воздействию медленных относительно слабых управляющих сигналов. Это объясняет способность нейронов осуществлять на достаточно коротких временах (порядка длительности нескольких спайков) гибкую настройку их селективных свойств для детектирования различных внешних сигналов.