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[期刊论文] 徐莹 王春妮 靳伍银 马军
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北大核心 CSTPCD CSCD CA SCI SCIE CBST SA
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摘要:神经系统内数量众多的神经元电活动的群体行为呈现一定的节律性和自组织性。当网络局部区域存在异质性或者受到持续周期性刺激,则在网络内诱发靶波,且这些靶波如‘节拍器’可调制介质中行波的诱发和传播。基于Hindmarsh-Rose 神经元模型构造了最近邻连接下的二维神经元网络,研究在非均匀耦合下神经元网络内有序波的诱发问题。在研究中,选定网络中心区域的耦合强度最大,从中心向边界的神经元之间的耦合强度则按照阶梯式下降。研究结果表明,在恰当的耦合梯度下,神经元网络内诱发的靶波或螺旋波可以占据整个网络,并有效调制神经元网络的群体电活动,使得整个网络呈现有序性。特别地,当初始值为随机值时,梯度耦合也可以诱发稳定的有序态。这种梯度耦合对网络群体行为调制的研究结果有助于理解神经元网络的自组织行为。
[硕士论文] 徐莹
理论物理 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:神经系统是由神经元组成的,神经元之间通过各种耦合方式来实现信号传递。由于靶波和螺旋波可以像“节拍器”一样,调节神经系统电活动的集体行为,因此斑图动力学理论能够预测网络群体振荡行为的稳定性。当正常信号传播受到干扰或出现非自发的神经疾病时,网络中呈现混沌状态。本文基于Hindmarsh-Rose神经元网络模型构造了最近邻连接下的规则神经元网络,通过利用自适应控制、调节系统参数、改变边界条件以及实验条件等方法实现对神经元网络稳定性控制。针对该课题做了以下研究:
  1.通过三种不同的方法产生靶波,研究靶波在易激发介质中出现的潜在机制。并加入与结构有关的人工缺陷观察对靶波的影响。证实了缺陷对靶波的影响取决于靶波的内禀属性(产生靶波的方式)。
  2.神经系统缺陷可以发射连续波或脉冲,扰乱正常神经系统的信号传播。通过对外部激励产生波及其传播过程的研究,分析缺陷的形成机制。发现在外部激励下可以产生缺陷,且外部激励产生的波与缺陷诱发的波可以共存。
  3.网络边界上的结点选取随机初始值,通过观察神经元网络各结点膜电位的空间分布,来研究初始值对神经元放电模式的影响。发现适当的耦合强度下,网络中可以观察到螺旋波。
  4.研究规则神经元网络中同时施加局部周期激励和噪声时的动力学行为。发现螺旋波和平面波可以共存于神经元网络中,即使施加的噪声和外界周期激励位置不同,二维规则神经元网络中仍会出现随机共振行为。
  5.对网络少数结点的输出信号进行动态实时检测,利用非线性分析方法诊断网络细微涨落引发的相变行为,以及通过各个采样检测点的关联度,确定故障和崩溃的位置和范围。把该方法扩展到多体系统安全性检测和诊断,为消除故障、减少事故损害提供依据。
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