神经脉冲分类：理论神经信息学初探

在讨论编码之前，还需分析神经脉冲的分类。根据圆映射分析可知，在脑内不是所有神经脉冲序列都能代表信息。其实在脑中真正代表信息的神经脉冲还是少数。根据圆映射原理，脑内神经脉冲序列概括起来可以分为三种类型。

（1）高频信息脉冲序列（简称第一类脉冲序列）。这种脉冲序列频率大于阈值频率ωc（ωc 与神经元的参数有关，目前尚无脑中ωc 的确切数据，但是不影响讨论）。这类脉冲序列的主要特征是，当它进入某一神经元后，该神经元的输出满足单调上升圆映射规律（类似图5．3），也即输出脉冲序列的符号序列与输入脉冲序列具有同样的排序性。簇状脉冲序列就属于这类脉冲序列。

（2）隐信息脉冲序列（简称第二类脉冲序列）。第二类和第一类脉冲序列的分界线是ωc（见第5 章）。频率大于ωc、满足如图5．3所示规律的脉冲序列是第一类。第二类不满足图5．3（如像图5．6一样），它们是第一类高频脉冲序列通过一个神经元后形成的，按圆映射变为的符号序列满足排序规律。这样的脉冲序列也是带有信息的，但是由于它们的频率已经降低到小于ωc，所以当这一序列再进入到下一神经元时，下一神经元的输出就不能保持原来的单调性，因此称为隐信息脉冲序列。这类脉冲序列通过L 效应（见第11 章）可以变成第一类脉冲序列。它们的变化和传输，是形成联想、做梦等生理现象的原因。因此对这类信号的研究是十分重要的。

（3）低频噪声脉冲序列（简称第三类脉冲序列）。根据计算参数所得，这类脉冲序列频率一般为40Hz 或低于40Hz（有些40Hz 以下的脉冲序列也可能属于第二类）。这种脉冲序列通过神经元时不能保持与输入信号相同的单调性规律，它们都是由高频脉冲序列通过一两个神经元后降至低频的。这种低频噪声，在脑内大量存在。(www.xing528.com)

上述划分几类神经脉冲的ωc 数据只是一个参考值，不是脑中真正的值，但这并不影响分析。由于不同部位的神经元参数存在差异，第一、二、三类神经脉冲分界值ωc 在不同的神经系统中各不一样，但是这不影响编码的统一性。

神经脉冲序列若频率较低（一般在30Hz 以下），则可能已经不是神经信号，而是噪声了。S 空间神经信息编码只适用于高频神经脉冲序列。我们猜测可能只有神经系统中簇状脉冲信号是神经信息，其他都是噪声。这也是合理的：脑在休息时还是有神经脉冲产生，这是维持神经系统正常工作所必需的；而高频脉冲，只能是短期的，否则神经元将处于疲劳状态。因此，神经信息只能以簇状脉冲形式进行工作。文献［13］也指出神经信息可能在簇状脉冲信号中。