耦合神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步.pdf

1、近年來，耦合神經(jīng)元系統(tǒng)的同步動(dòng)力學(xué)已經(jīng)成為各國學(xué)者研究的一個(gè)中心問題.通過構(gòu)建符合實(shí)際生物神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，研究神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步具有重要的生理意義.本文以隨機(jī)的Hodgkin-Huxley方程為基礎(chǔ)，構(gòu)建不同的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型.通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，探討了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、突觸延遲、突觸類型等對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)同步產(chǎn)生的影響.
　　首先，在沒有突觸延遲時(shí)，耦合抑制性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步性很差，隨著連接概率的增加神經(jīng)元發(fā)放率減少.此外，隨著膜面積

2、增加，耦合抑制性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)越來越不同步，且神經(jīng)元發(fā)放率減少.若進(jìn)一步加入適當(dāng)?shù)耐挥|延遲會(huì)促進(jìn)耦合抑制性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步.
　　其次，在沒有突觸延遲時(shí)，耦合興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)與耦合抑制性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)相比同步性較好，隨著連接概率的增加，神經(jīng)元發(fā)放率增加.若進(jìn)一步加入適當(dāng)?shù)耐挥|延遲也會(huì)促進(jìn)耦合興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步.
　　再次，我們考慮了由抑制性和興奮性兩個(gè)神經(jīng)元集群相互耦合組成的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò).在無突觸延遲時(shí)，耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)

3、絡(luò)的相干發(fā)放性較好.隨著膜面積增加，耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)越來越同步且發(fā)放率減少.另外，興奮性突觸有助于促進(jìn)耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步，而抑制性突觸會(huì)抑制耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步，但隨著膜面積的增加，抑制性突觸對耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步影響逐漸變小.若進(jìn)一步加入突觸延遲，當(dāng)膜面積較小時(shí)，突觸延遲對耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步影響較小;當(dāng)膜面積適中時(shí)，突觸延遲會(huì)引起耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步

4、振蕩;當(dāng)膜面積較大時(shí)，隨著突觸延遲的增大耦合抑制性和興奮性神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步性越來越好，最后趨于穩(wěn)定.
　　最后，我們進(jìn)一步考察了興奮性神經(jīng)元集群E1、E2以及抑制性神經(jīng)元集群I所組成的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，并研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對這種神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)的影響.在興奮性神經(jīng)元集群E1和興奮性神經(jīng)元集群E2不構(gòu)成回路的連接方式下，當(dāng)膜面積適當(dāng)大且E2集群有抑制性輸入時(shí)，三個(gè)神經(jīng)元集群之間不會(huì)出現(xiàn)同步發(fā)放.若在興奮性神經(jīng)元集群E1和興奮性神經(jīng)元集群E