論文の概要: A Unified Phase-native Computational Principle Governs Hippocampal Spike Timing and Neural Coding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.19690v1
• Date: Fri, 20 Mar 2026 06:55:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 19:48:39.032774
• Title: A Unified Phase-native Computational Principle Governs Hippocampal Spike Timing and Neural Coding
• Title（参考訳）: 海馬スパイクタイミングとニューラルコーディングの統一型位相ネイティブ計算原理
• Authors: Reza Ahmadvand, Sara Safura Sharif, Yaser Mike Banad,
• Abstract要約: 海馬ニューロンはネットワーク振動に対して正確な位相ロックを示す。 この原理を定式化するために、統合複雑価値ニューロン(UCN)が開発された。 これらの知見は、ニューラルタイミングと符号化のフェーズネイティブな原則を統一したものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3499870393443268
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hippocampal neurons exhibit precise phase locking to network oscillations, but the computational principle governing this temporal precision is still unclear. Neural information is conveyed jointly by firing rates and spike timing, but existing models treat these dimensions separately, limiting mechanistic interpretation of spike-field coupling and its reported association with spectral features such as the aperiodic slope. Here we show that hippocampal phase locking emerges from a fundamental dynamical mechanism referred to as forced phase integration that separates neural information into orthogonal magnitude (what) and phase (when) coordinates. To formalize this principle, the unified complex-valued neuron (UCN) has been developed, a biologically grounded generative framework in which spike timing arises from phase accumulation while spike magnitude encodes instantaneous signal strength. This framework reproduces biological spike-theta synchronization and enables mechanistic re-evaluation of slope-locking associations, demonstrating that previously reported effects arise from oscillatory contamination rather than causal modulation. These findings establish a unified phase-native principle of neural timing and coding.
• Abstract（参考訳）: 海馬ニューロンは、ネットワーク振動に対する正確な位相ロックを示すが、この時間精度を規定する計算原理はまだ不明である。 ニューラル情報は発火速度とスパイクタイミングによって共同で伝達されるが、既存のモデルはこれらの次元を別々に扱い、スパイク-フィールド結合の力学的解釈と、周期傾斜のようなスペクトル的特徴との相関を制限している。 ここでは, 海馬位相ロックは, 神経情報を直交等級(何)と位相(何)の座標に分離する強制位相積分と呼ばれる基本的な動的メカニズムから生じることを示す。 この原理を定式化するために、スパイクマグニチュードが瞬時信号強度を符号化しながら位相蓄積からスパイクタイミングを発生させる生物学的に基底化された生成フレームワークであるUCN(Unified Complex-valued Neuron)を開発した。 この枠組みは生物学的スパイク・セタ同期を再現し、これまでの報告された影響は因果変調ではなく振動性汚染によるものであることを示した。 これらの知見は、ニューラルタイミングと符号化のフェーズネイティブな原則を統一したものである。

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