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On the dynamics of random neuronal networks

Authors :
Jonathan Touboul
Philippe Robert
Networks, Algorithms and Probabilities (RAP)
Inria Paris-Rocquencourt
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Multiscale dYnamiCs in neuroENdocrine AxEs (Mycenae)
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Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Source :
Journal of Statistical Physics, Journal of Statistical Physics, Springer Verlag, 2016, 165 (3), pp.545-584. ⟨10.1007/s10955-016-1622-9⟩, Journal of Statistical Physics, 2016, 165 (3), pp.545-584. ⟨10.1007/s10955-016-1622-9⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

We study the mean-field limit and stationary distributions of a pulse-coupled network modeling the dynamics of a large neuronal assemblies. Our model takes into account explicitly the intrinsic randomness of firing times, contrasting with the classical integrate-and-fire model. The ergodicity properties of the Markov process associated to finite networks are investigated. We derive the limit in distribution of the sample path of the state of a neuron of the network when its size gets large. The invariant distributions of this limiting stochastic process are analyzed as well as their stability properties. We show that the system undergoes transitions as a function of the averaged connectivity parameter, and can support trivial states (where the network activity dies out, which is also the unique stationary state of finite networks in some cases) and self-sustained activity when connectivity level is sufficiently large, both being possibly stable.<br />Comment: 37 pages, 3 figures

Details

Language :
English
ISSN :
00224715 and 15729613
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Statistical Physics, Journal of Statistical Physics, Springer Verlag, 2016, 165 (3), pp.545-584. ⟨10.1007/s10955-016-1622-9⟩, Journal of Statistical Physics, 2016, 165 (3), pp.545-584. ⟨10.1007/s10955-016-1622-9⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....4202a1db2cd8cc04d591449023068956
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s10955-016-1622-9⟩