Fitting network models to neural activity is becoming an important tool in neuroscience. A popular approach is to model a brain area with a probabilistic recurrent spiking network whose parameters maximize the likelihood of the recorded activity. Although this is widely used, we show that the resulting model does not produce realistic neural activity and wrongly estimates the connectivity matrix when neurons that are not recorded have a substantial impact on the recorded network. To correct for this, we suggest to augment the log-likelihood with terms that measure the dissimilarity between simulated and recorded activity. This dissimilarity is defined via summary statistics commonly used in neuroscience, and the optimization is efficient because it relies on back-propagation through the stochastically simulated spike trains. We analyze this method theoretically and show empirically that it generates more realistic activity statistics and recovers the connectivity matrix better than other methods.


翻译:使网络模型适合神经活动正在成为神经科学中的一个重要工具。 流行的方法是模拟大脑区域,其参数能最大限度地增加所记录活动的可能性。 虽然这一模型被广泛使用,但我们表明,所产生的模型并不产生现实的神经活动,而且当没有记录的神经对所记录网络有重大影响时错误地估计连接矩阵。 为了纠正这一点,我们建议增加日志相似性,使用计量模拟活动和所记录活动之间差异的术语。这种差异性是通过神经科学中常用的汇总统计数据来定义的,而优化是有效的,因为它依赖通过随机模拟峰值列进行反向分析。我们从理论上分析这种方法,并从经验上显示它产生更现实的活动统计数据,并比其他方法更好地恢复连接矩阵。

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