周期刺激下時滯耦合神經(jīng)振子集群的相位同步.pdf

1、神經(jīng)系統(tǒng)由大量的神經(jīng)元集群構(gòu)成，實驗證明神經(jīng)系統(tǒng)的同步放電行為與神經(jīng)信息傳遞和處理密切相關(guān)。在神經(jīng)系統(tǒng)中，過度的同步或不同步均會導(dǎo)致神經(jīng)疾病發(fā)生。突觸間隙的存在以及神經(jīng)信息的有限傳播速度會導(dǎo)致時滯的產(chǎn)生。真實的神經(jīng)系統(tǒng)不可避免地會受到外部周期刺激和噪聲的影響。因此，研究周期刺激、噪聲和時滯等因素對耦合神經(jīng)元集群同步動力學(xué)行為的影響是理解神經(jīng)系統(tǒng)信息處理的關(guān)鍵。本文提出了周期刺激作用下時滯耦合神經(jīng)振子集群的相位模型，引入平均數(shù)密度描述神經(jīng)

2、振子集群的整體活動，利用時滯FPK方程導(dǎo)出了平均數(shù)密度的演化方程。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了周期刺激和噪聲對神經(jīng)元集群同步活動的影響，結(jié)果表明:刺激對神經(jīng)振子群同步活動的影響取決于刺激強度和刺激頻率。當(dāng)刺激頻率比系統(tǒng)特征頻率小很多或者大得多時，神經(jīng)振子集群的數(shù)密度呈現(xiàn)出減幅振蕩行為;當(dāng)刺激頻率接近系統(tǒng)特征頻率時，神經(jīng)振子集群趨于完全同步。在相同的刺激頻率條件下，刺激越強神經(jīng)振子集群的同步程度越高。同時噪聲強度的增大會抑制神

3、經(jīng)振子集群的振蕩性同步活動。⑵研究周期刺激作用下時滯耦合神經(jīng)振子集群的放電模式。首先分析了無刺激作用下神經(jīng)元集群的同步活動，結(jié)果表明:在時滯的作用下，神經(jīng)振子集群的數(shù)密度表現(xiàn)為幅值逐漸增大的同步振蕩，且時滯越大，同步程度越大。其次進一步考慮了周期刺激作用下時滯耦合神經(jīng)振子集群的放電模式，結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)刺激頻率比系統(tǒng)特征頻率小很多時，刺激強度的變化可以改變神經(jīng)元集群的同步放電模式，且弱刺激條件下時滯能增強集群的同步程度，強刺激條件下時滯不影