E9 Oszillationen und neuronale Synchronisation

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Populationen von Neuronen oder phasengekoppelten Oszillatoren können ihre Aktivität synchronisieren und makroskopisch beobachtbare Schwingungsrhythmen (Delta, Theta, Alpha, Beta, Gamma) erzeugen. Das Kuramoto-Modell reduziert jedes oszillierende Element auf eine einzelne Phasenvariable mit eigener Eigenfrequenz und einer sinusförmigen Kopplung zu den anderen Phasen des Netzwerks; Seine mittlere Feldform führt einen Ordnungsparameter ein, der den Gesamtgrad der Synchronisation quantifiziert. Auf der Schaltkreisebene kann das erregend-hemmende Wilson-Cowan-Paar (E08) in einen Oszillationsbereich eintreten (z. B. Gamma-Rhythmus-Erzeugung), dessen Frequenz von den Zeitkonstanten und reziproken Verbindungskräften zwischen beiden Populationen abhängt. Die spektrale Kohärenz quantifiziert den Grad der Kopplung zwischen zwei Signalen im Frequenzbereich, während die Phasen-Amplituden-Kopplung (Kreuzfrequenzkopplung) misst, wie die Phase einer langsamen Schwingung die Amplitude einer schnellen Schwingung moduliert, ein relevantes Phänomen in der zeitlichen Organisation kortikaler Aktivität.

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