基于Hindmarsh-Rose神經(jīng)元自突觸誘發(fā)靶波及螺旋波的機(jī)制研究.pdf

1、自突觸是一種能夠連接同一個(gè)神經(jīng)元的軸突和樹突的一種特殊突觸，它往往被等效為連接軸突和樹突的延遲反饋回路。自突觸在調(diào)節(jié)神經(jīng)元電活動(dòng)中起到了重要作用。通常情況下，自突觸正反饋可以喚醒靜息的神經(jīng)元，而負(fù)反饋則可以使活躍的神經(jīng)元穩(wěn)定下來。
　　本文以HR神經(jīng)元模型為例，將神經(jīng)元自突觸效應(yīng)等效為一個(gè)閉合回路的延遲反饋，來觀察由自突觸誘發(fā)的時(shí)空斑圖。相關(guān)研究內(nèi)容和結(jié)果得到了國家自然科學(xué)基金(11265008)項(xiàng)目資助。取得了以下成果：

2、　　1.單個(gè)神經(jīng)元在電自突觸和化學(xué)性自突觸作用下電活動(dòng)行為，發(fā)現(xiàn)在恰當(dāng)?shù)难舆t時(shí)間和耦合強(qiáng)度下，自突觸對(duì)神經(jīng)元有喚醒作用。
　　2.環(huán)鏈狀網(wǎng)絡(luò)下神經(jīng)元的群體放電行為，相鄰神經(jīng)元之間耦合延遲效應(yīng)和電自突觸的競(jìng)爭(zhēng)與合作，觀察到了豐富的放電行為。
　　3.通過增加電自突觸神經(jīng)元的數(shù)目(電自突觸密度)，例如在規(guī)則的刺激區(qū)域面積下(2×2，3×3，4×4，5×5個(gè)神經(jīng)元)神經(jīng)元有電自突觸連接，那么在合適的電自突觸耦合強(qiáng)度和延遲時(shí)間下，可

3、以在神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中誘發(fā)出穩(wěn)定的靶波。
　　4.無論在周期邊界條件還是無流邊界條件下，恰當(dāng)?shù)脑肼暫途植侩娮酝挥|可以使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)處于有序態(tài)。穩(wěn)定自持續(xù)的螺旋波對(duì)記憶存儲(chǔ)具有重要意義。
　　5.神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中局部電自突觸負(fù)反饋可以被認(rèn)為是“缺陷”，從缺陷位置誘發(fā)出的行波可以占據(jù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
　　6.兩層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)采用錯(cuò)位耦合的方式，兩層網(wǎng)絡(luò)之間定義了耦合強(qiáng)度和耦合比率（Pro），耦合比率是參與各層耦合的百分比，改變耦合比率的值可以觀