時滯耦合神經(jīng)振子集群相響應(yīng)同步

發(fā)布時間：2020-05-08 20:10

【摘要】：神經(jīng)系統(tǒng)由大量神經(jīng)元集群組成,實驗證明神經(jīng)系統(tǒng)的同步動力學(xué)行為與神經(jīng)元之間的信息傳遞密切相關(guān)。在神經(jīng)系統(tǒng)中,突觸前神經(jīng)元到突觸后神經(jīng)元的信息傳遞過程中存在時滯,同時在真實世界中也會受到外部周期刺激和噪聲的影響。因此,研究時滯、刺激等因素對耦合神經(jīng)元集群同步動力學(xué)行為的影響是研究神經(jīng)系統(tǒng)信息傳遞的重點。本文從兩個方面討論了神經(jīng)系統(tǒng)的同步動力學(xué)行為,一方面建立具有外部周期刺激和噪聲共同作用下的耦合神經(jīng)振子集群的相位演化模型,引入平均數(shù)密度來描述神經(jīng)振子集群的同步活動,導(dǎo)出描述神經(jīng)振子集群概率密度的演化方程。研究外部刺激對神經(jīng)振子群放電行為的影響。另一方面,在上述基礎(chǔ)上引入時間滯后和相響應(yīng)曲線來研究外部刺激和噪聲是如何影響神經(jīng)振子集群的放電行為。結(jié)果表明:時滯對神經(jīng)振子群同步活動具有影響,當(dāng)時滯增大時,神經(jīng)振子集群呈現(xiàn)穩(wěn)定周期同步振蕩,而同步程度降低。隨著刺激強度增大,神經(jīng)振子集群的同步程度增強;隨著刺激頻率的增強,神經(jīng)振子集群的同步程度快速減弱;當(dāng)刺激頻率接近特征頻率時,神經(jīng)振子集群同步程度降低。
【圖文】：

基本構(gòu)造,神經(jīng)元

第二章相關(guān)的基本理論2.1 神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)及電學(xué)特性2.1.1 神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)神經(jīng)元，又稱之為生物細(xì)胞，它和神經(jīng)膠質(zhì)協(xié)同構(gòu)成了神經(jīng)系統(tǒng)的主體部分在整個中樞神經(jīng)系統(tǒng)中生物細(xì)胞的數(shù)目僅僅占其不到一成，而神經(jīng)膠質(zhì)卻是系統(tǒng)的重要構(gòu)成之一。神經(jīng)元相互聯(lián)結(jié)構(gòu)成了繁雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，獨立的神經(jīng)元能接收、分析、轉(zhuǎn)化以及輸出相關(guān)消息。另一方面，，神經(jīng)膠質(zhì)對系統(tǒng)具有援助支撐在能量循環(huán)作用中補充必要的營養(yǎng)，同時也可以吸收外界的養(yǎng)分來供給自己從而協(xié)調(diào)一些必要的功能。系統(tǒng)中每個獨立工作的神經(jīng)元是由細(xì)胞體和突起這兩個重要的部分構(gòu)成的，其中突起又可以拆分為樹突和軸突，每個神經(jīng)元有一條軸突其中軸突是一種細(xì)長如管狀的突起，它的延伸范圍較廣。并且含有細(xì)胞內(nèi)信息傳遞的功能。形狀短而小的樹突簇里含有繁多的從系統(tǒng)分出的部分，對細(xì)胞體而言它產(chǎn)生的錐字形部分稱為軸丘。圖 2.1 表示為神經(jīng)元的基本構(gòu)造圖[36-39]。

時滯耦合神經(jīng)振子集群相響應(yīng)同步