大腦作為一個高度復(fù)雜精密的多層次非線性系統(tǒng),其對神經(jīng)信息的處理過程涉及到多個層次以及多個區(qū)域的相互耦合與共同協(xié)作,而不僅僅只依賴于少數(shù)幾個神經(jīng)元的神經(jīng)活動。然而目前由大量神經(jīng)元構(gòu)成的結(jié)構(gòu)性神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理機制以及功能性神經(jīng)系統(tǒng)實現(xiàn)其認(rèn)知功能的潛在機理仍尚未知曉。本文將基于這兩個問題來展開課題,首先從能量的角度來研究結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的同步性放電活動,然后通過建模去實現(xiàn)特定的功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(嗅覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))的認(rèn)知功能。本文首先基于Hodgkin-Huxley模型去構(gòu)建簡單的全連接結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),對局部皮層網(wǎng)絡(luò)的同步性放電活動進行仿真,并利用能量編碼理論提出了負(fù)能量比這樣的能量指標(biāo)去衡量網(wǎng)絡(luò)振蕩的同步性,并詳細探究了網(wǎng)絡(luò)放電活動同步性與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)(包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,耦合強度,興奮傳遞時滯)以及神經(jīng)能量這三者之間的關(guān)系。之后,本文又基于嗅覺系統(tǒng)中神經(jīng)元的電生理特性以及解剖學(xué)上各個組織的連接結(jié)構(gòu),構(gòu)建了包含嗅球與嗅皮層的功能性嗅覺網(wǎng)絡(luò)模型,對其在外界氣味刺激下的發(fā)放模式進行仿真。此外還提出了基于神經(jīng)元spike序列的核函數(shù),并利用核聚類算法(包括層次聚類和模糊聚類)對網(wǎng)絡(luò)的發(fā)放模式進行聚類,從而實現(xiàn)模型...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        1.1.2 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)編碼理論
        1.1.3 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能量編碼理論
        1.1.4 功能性的嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)
        1.1.5 嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)
        1.1.6 嗅覺的形成過程
    1.2 研究目標(biāo)及意義
        1.2.1 研究目標(biāo)
        1.2.2 研究意義
    1.3 論文框架
第2章 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)能量編碼
    2.1 Hodgkin-Huxley模型
        2.1.1 Hodgkin-Huxley模型的介紹
        2.1.2 Hodgkin-Huxley模型的神經(jīng)能量計算
    2.2 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
    2.3 網(wǎng)絡(luò)同步性指標(biāo)
        2.3.1 均最大相關(guān)性系數(shù)
        2.3.2 負(fù)能量比
    2.4 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的能量消耗特性
        2.4.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與能量消耗特性
        2.4.2 耦合強度與能量消耗特性
        2.4.3 興奮傳遞時滯與能量消耗特性
    2.5 結(jié)構(gòu)性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與神經(jīng)能量的關(guān)系
        2.5.1 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與神經(jīng)能量的關(guān)系
        2.5.2 耦合強度與神經(jīng)能量的關(guān)系
        2.5.3 興奮傳遞時滯與神經(jīng)能量的關(guān)系
    2.6 本章小結(jié)
第3章 嗅覺系統(tǒng)中的動力學(xué)模型
    3.1 嗅覺神經(jīng)元的動力學(xué)模型
        3.1.1 僧帽細胞
        3.1.2 球旁細胞
        3.1.3 顆粒細胞
        3.1.4 嗅皮層神經(jīng)元
        3.1.5 嗅覺神經(jīng)元的仿真結(jié)果
    3.2 突觸的動力學(xué)模型
        3.2.1 興奮性與抑制性突觸
        3.2.2 spike時間依賴可塑性
    3.3 氣味刺激的輸入模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 嗅覺系統(tǒng)的功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
    4.1 嗅覺系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)
    4.2 嗅覺網(wǎng)絡(luò)放電活動的研究方法
        4.2.1 基于核函數(shù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)放模式的距離與相似度度量
        4.2.2 基于核函數(shù)的層次聚類與模糊聚類
    4.3 嗅覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的仿真結(jié)果與分析
        4.3.1 抑制性時間依賴可塑性的學(xué)習(xí)作用
        4.3.2 嗅覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對不同種類氣味的識別
        4.3.3 嗅覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對同一種類不同濃度氣味的識別
        4.3.4 嗅覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對混合氣味的識別
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 課題總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的文章



本文編號：3770149