神經迴路、振盪與編碼

相位鎖定

相位鎖定是指一個神經元持續地在某種節律的同一個點上發放它的脈衝(即「放電」)。想像一道波浪反覆地起起伏伏——大腦節律,也就是振盪,正是這樣一種重複的電活動漲落,由一群鄰近的細胞共同呈現。一個波動週期裡的每一個位置都叫做相位:波峰、波谷、上升段等等。當一個神經元一個週期接一個週期地傾向於在某個偏愛的相位放電時——比如總是靠近波谷——而不是在隨機的時刻發放,它就處於相位鎖定狀態。這就像一個舞者總是踩在音樂的同一個節拍上,而不是想踩就踩。

這之所以重要,是因為大腦可以利用時機,而不僅僅是脈衝的數量,來傳遞資訊、協調工作。如果許多神經元都鎖定在共享節律的同一個相位上,它們的脈衝就會成簇地一起到達,使它們合起來的訊號更有力地落在下游的細胞上——好的時機就像好的準頭。偏愛的相位還能給一個脈衝貼上額外的含義:在海馬體(一個幫助構建地點記憶的腦區)裡,當動物穿過某個地點時,細胞會在持續節律中越來越早的相位上放電,因此確切的相位編碼了動物所在的位置。科學家測量一個神經元鎖定得有多緊,方法是收集它每一次脈衝發生時所在的相位,再看這些相位是聚集在某一個數值附近,還是均勻地散開。

相位鎖定描述的是脈衝與持續振盪的某個相位對齊;它與「夾帶」(entrainment,指節律本身被重複刺激帶著同步)相關,但並不相同。

又稱
phase locking of spikesspike-phase coupling锁相相位锁相鎖相