電磁輻射下神經(jīng)元的建模及其動力學分析.pdf

1、在神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元的電活動行為依賴于復雜的電生理條件，這表明在神經(jīng)系統(tǒng)中可以檢測到復雜的電磁場分布。根據(jù)電磁感應定律，由于神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部生物電的影響，使得每個神經(jīng)元的電活行為有所改變。所以當神經(jīng)元出現(xiàn)集體的電活動行為或者信號在大量神經(jīng)元之間傳播時，就應該考慮內(nèi)部電磁場的波動和穿過細胞膜的磁通的作用。基于傳統(tǒng)的Hindmarsh-Rose神經(jīng)元模型引入一維磁通變量，建立起一個四變量的神經(jīng)元模型用來描述神經(jīng)元中的電磁感應現(xiàn)象。在這個新模型中

2、，考慮到了磁通對膜電位的作用，在膜電位變量加上記憶電流項。通過改變初始狀態(tài)研究改造模型的動力學特性，可以觀察到多模式的放電活動，這表明了神經(jīng)系統(tǒng)具有記憶效應。
　　其次用改進的神經(jīng)元模型研究電磁感應對神經(jīng)元動力學行為的影響，當不同強度的電磁輻射施加在神經(jīng)元上時，可以檢測神經(jīng)元中電活動的模式轉(zhuǎn)換。改進后的神經(jīng)元模型具有更多的分岔參數(shù)而且電活動的模式可以在很大的參數(shù)范圍內(nèi)進行選擇。我們發(fā)現(xiàn)電磁輻射可以激發(fā)靜息態(tài)的神經(jīng)元，也可以抑制神經(jīng)

3、元中的電活動，重要的是發(fā)現(xiàn)多模式的電活動可以交替出現(xiàn)，并且這些結(jié)果與生物實驗一致。
　　基于改進的神經(jīng)元模型，通過進行磁通耦合，在神經(jīng)元模型上研究其相位同步。時變電磁場的效應由磁通量來描述，電磁場的耦合也通過磁通量的交換來實現(xiàn)。神經(jīng)元之間通過磁通耦合可以實現(xiàn)完美的相位同步。通過計算Lyapunov指數(shù)和Lyapunov維度來檢測混沌時間序列的相位同步。
　　最后基于一個憶阻器網(wǎng)絡，研究其網(wǎng)絡同步行為。網(wǎng)絡可以通過選擇恰當?shù)鸟?/p>