噪聲對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)同步行為的影響.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算神經(jīng)科學(xué)已成為復(fù)雜性科學(xué)中的研究熱點(diǎn)之一。計(jì)算神經(jīng)科學(xué)的研究對象是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而神經(jīng)系統(tǒng)是一個(gè)多層次的極復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，要研究它需要借鑒數(shù)理科學(xué)和生命科學(xué)中的理論和方法。因此，由計(jì)算神經(jīng)科學(xué)研究的對象和方法決定了它是多學(xué)科交叉。涉及數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、生物物理學(xué)等領(lǐng)域。人們除了研究神經(jīng)元工作的一般機(jī)理以外，也開始對各種由神經(jīng)元組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的各種動力學(xué)行為進(jìn)行研究。特別是與各種動力

2、學(xué)行為相聯(lián)系的混沌同步已經(jīng)被開始研究，人們希望由此可以了解其內(nèi)在工作機(jī)理。對多個(gè)神經(jīng)元組成的網(wǎng)絡(luò)的理論分析和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元在某些耦合或共同信號(如噪聲)作用下，其膜電位的陣發(fā)性狀態(tài)和峰電位能產(chǎn)生完全混沌同步的現(xiàn)象。 本文研究了隨機(jī)加法噪聲和隨機(jī)乘法噪聲對電耦合和化學(xué)耦合的HR模型神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)混沌同步等動力學(xué)行為的影響。結(jié)果表明：①對電耦合。加法噪聲的強(qiáng)度對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)混沌同步的影響非常大。只要噪聲強(qiáng)度大到一定的值。網(wǎng)絡(luò)

3、上可以獲得同步的振子數(shù)就不受限制。而乘法噪聲只有小網(wǎng)絡(luò)(神經(jīng)元個(gè)數(shù)N≤4)時(shí)，其噪聲強(qiáng)度對出現(xiàn)混沌同步的影響比較大。而對N>4的網(wǎng)絡(luò)，需要噪聲強(qiáng)度非常大才有可能獲得同步。而且，加法噪聲改變單個(gè)神經(jīng)元的同步態(tài)，乘法噪聲則不會。⑦對化學(xué)耦合。發(fā)現(xiàn)有“死振幅”同步和“反可信性”二個(gè)現(xiàn)象。同樣加法噪聲對增加系統(tǒng)同步區(qū)域影響比較大，而乘法噪聲對增加系統(tǒng)同步區(qū)域影響很小。特別是當(dāng)化學(xué)耦合的強(qiáng)度比較小時(shí)，這個(gè)關(guān)系非常明顯。加法噪聲和乘法噪聲隨加入噪聲