耦合HR神經(jīng)元的同步及其在保密通信中的應(yīng)用.pdf

1、神經(jīng)元在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理過程中起著關(guān)鍵的作用,神經(jīng)元信息的產(chǎn)生和傳輸具有非線性特征。因此,單神經(jīng)元與耦合神經(jīng)元的非線性動(dòng)力學(xué)特性的研究在神經(jīng)科學(xué)中具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元在外部刺激下會(huì)產(chǎn)生不同的放電模式,如準(zhǔn)周期、混沌放電以及神經(jīng)元同步放電現(xiàn)象。
　　在神經(jīng)系統(tǒng)中,神經(jīng)元是主要的結(jié)構(gòu)功能單元,動(dòng)作電位是基本的信號(hào)傳遞形式。單個(gè)的神經(jīng)元無法對(duì)持續(xù)的電脈沖編碼,只有神經(jīng)元集群才能完成信號(hào)的接收、整合與發(fā)放。在本文中,首先建

2、立了在外部電流刺激下的 Hindmarsh-Rose神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型,然后詳細(xì)分析了不同外部刺激下神經(jīng)元的非線性動(dòng)力學(xué)特性。通過分析神經(jīng)元放電峰峰間期(ISI)可以發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的準(zhǔn)周期簇和混沌等非線性行為。
　　近年來,利用非線性動(dòng)力學(xué)理論和方法來研究神經(jīng)元的同步為一個(gè)熱點(diǎn)課題。在本文中,運(yùn)用非線性動(dòng)力學(xué)理論和方法研究含有未知參數(shù)的兩個(gè)電耦合Hindmarsh-Rose神經(jīng)元的混沌同步問題。基于 Lyapunov穩(wěn)定性理論,設(shè)計(jì)了一

3、種非線性自適應(yīng)控制器并設(shè)置了未知參數(shù)的更新率,使得當(dāng)單個(gè)的Hindmarsh-Rose神經(jīng)元呈現(xiàn)出混沌放電活動(dòng),這樣即使系統(tǒng)含有未知參數(shù)也能使兩個(gè)間隙連接耦合 Hindmarsh-Rose神經(jīng)元達(dá)到同步,并且對(duì)離子通道噪聲及外部干擾有較好的魯棒性。耦合 Hindmarsh-Rose神經(jīng)元模型的數(shù)值仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的可行性和有效性。
　　最后把實(shí)現(xiàn)非線性自適應(yīng)同步的系統(tǒng)應(yīng)用于保密通信,基于這種同步方法設(shè)計(jì)了混沌保密通信系統(tǒng)。該