Modèles du neurone biologique
Les différents modèles de neurones à impulsions peuvent être divisés en différentes catégories : les modèles mathématiques les plus détaillés sont les modèles de neurones biophysiques (également appelés modèles de Hodgkin-Huxley) qui décrivent la tension membranaire en fonction du courant d'entrée et de l'activation des différents canaux ioniques. Plus simple mathématiquement, les modèles d'intégration-et-tir décrivent la tension membranaire en fonction du courant d'entrée et prédisent les impulsions sans description des processus biophysiques à l'origine du potentiel d'action. Des modèles encore plus abstraits prédisent uniquement les impulsions de sortie (mais pas la tension membranaire) en fonction de stimulation pouvant provenir d'une entrée sensorielle ou pharmacologique.
Règle BCM
Selon le modèle BCM, lorsqu'un neurone pré-synaptique se déclenche, les neurones post-synaptiques auront tendance à subir une LTP s'il est dans un état de haute activité (par exemple, se déclenche à haute fréquence et/ou a des concentrations internes élevées en calcium ), ou LTD s'il est dans un état d'activité plus faible (par exemple, déclenchement à basse fréquence, faibles concentrations internes de calcium). Cette théorie est souvent utilisée pour expliquer comment les neurones corticaux peuvent subir à la fois LTP ou LTD en fonction de différents protocoles de stimulation de conditionnement appliqués aux neurones pré-synaptiques (généralement stimulation haute fréquence, ou HFS, pour LTP, ou stimulation basse fréquence, LFS, pour LTD).