延遲耦合神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的研究.pdf

1、神經(jīng)元作為神經(jīng)系統(tǒng)的基本單位，它能夠感受到刺激并且傳導(dǎo)興奮，而在整個(gè)神經(jīng)元系統(tǒng)中神經(jīng)脈沖信號(hào)的傳遞往往需要通過神經(jīng)元耦合方式來完成特定的功能.神經(jīng)元系統(tǒng)在處理信息的過程中都會(huì)受到噪聲的影響，一般認(rèn)為噪聲會(huì)觸發(fā)神經(jīng)元隨機(jī)發(fā)放，神經(jīng)元的發(fā)放與神經(jīng)元編碼息息相關(guān).本文將從單個(gè)神經(jīng)元到神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究.
　　第一，考慮單個(gè)神經(jīng)元，首先，在確定HH模型中，我們研究發(fā)現(xiàn)不同強(qiáng)度的外部輸入電流，神經(jīng)元的發(fā)放模式也不同，當(dāng)外部輸入電流大于其臨界

2、值時(shí)，神經(jīng)元才會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作電位.其次，在隨機(jī)的HH模型中，離子通道噪聲觸使神經(jīng)元隨機(jī)發(fā)放，得到了以下結(jié)果:(i).神經(jīng)元的內(nèi)部相干共振是由離子通道噪聲引起的，在最佳膜面積下會(huì)達(dá)到相干共振最大值.(ii).在有限大小膜面積下，我們發(fā)現(xiàn)隨著膜面積的增大，平均響應(yīng)時(shí)間增大了.
　　第二，內(nèi)噪聲對(duì)延遲耦合神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的影響.首先，在適當(dāng)?shù)哪っ娣e下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到一個(gè)最佳的相干共振.其次，突觸延遲可以間歇地改變神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，而且隨著

3、延遲τd的增加，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)發(fā)放率出現(xiàn)兩個(gè)峰值.對(duì)于所有膜面積來說，第一個(gè)發(fā)放率的峰值出現(xiàn)在τd=7ms，它是突觸延遲和離子通道噪聲達(dá)到一個(gè)共振的結(jié)果;而另一個(gè)峰值出現(xiàn)在突觸延遲等于沒有延遲下的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的平均ISIs，它反映了突觸延遲與沒有延遲耦合神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)下所達(dá)到的共振現(xiàn)象.第三，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼熬W(wǎng)絡(luò)大小對(duì)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)影響，發(fā)現(xiàn)隨著連接概率p的減小并不會(huì)改變突觸延遲的范圍，但突觸耦合強(qiáng)度范圍將變大才能夠使神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)達(dá)到共振和同步，并且