三、类脑计算模型框架

我们根据上述的神经编码理论构建类脑计算的新基本框架：

1.     神经元组与网络联结机制

神经振荡与相干振荡的数学模型中的神经元表征参数取决于神经元类型、学习和它在皮层中的生理环境，如神经活性物质浓度和类型等。在我们采用的数学模型中这些参数包括膜电位时间常数、门限时间常数、突触后电位峰值、突触后电位峰值位置、突触后电位时间常数、兴奋性恢复时间常数、突触恢复时间常数，这些参数是表征了神经元及其神经元组的计算机制，以及轴突时延常数、突触时延常数、静息突触强度和动作突触强度，这些参数表征了神经网络的连接机制。神经元组通常具有相同的膜电位时间常数、门限时间常数、突触后电位峰值、突触后电位峰值位置、突触后电位时间常数、兴奋性恢复时间常数、突触恢复时间常数。神经网络通常由神经元组之间通过具有相同的轴突时延常数、突触时延常数、静息突触强度和动作突触强度的连接构成。

大脑皮层的神经元本身就是一种关联性记忆和选择性接受装置。关联性记忆表现为，神经元的短时突触前强化和小泡释放增强依赖于状态相关和时间相关的结果。这不同于传统的通过中间神经元产生敏感刺激的观点。大脑皮层的神经元发放和接收信号必须是通过噪声增强的机制。大脑皮层的不同类型的神经元产生不同类型的噪声以增强其所接收的信号。这种噪声增强在时间编码上表现为神经元的个体发放和接收的信号伴随着随机振荡；在空间编码上表现为神经元的群体发放和接收的局部场信号伴随着随机振荡。如果神经系统失去这种噪声增强机制它都将是器质性的病变。通常，静息突触强度和动作突触强度遵循着一定的规律，即神经元在皮层拓扑空间上靠得越近，它们之间静息突触强度越高；神经元在皮层拓扑空间上靠得越远，它们之间动作突触强度越高。因此，静息突触强度主要用于功能柱内和脑区内的联结，动作突触强度主要用于功能柱之间和脑区之间的联结。

构建类脑计算模型首先根据有规律的连接形成相同神经元组，神经元组具有完成特定感受野计算功能的功能柱。然后神经元组以投射野方式连接成更为复杂网络，所形成的复杂网路内部和之间，通过相干振荡的通信方式，进行信号整合、信息表达和行为执行(三位一体)。