本文選題：反隨機(jī)共振　切入點(diǎn)：Hodgkin-Huxley神經(jīng)元模型　出處：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)信息的處理和傳遞都是通過神經(jīng)元來實(shí)現(xiàn)的,這使得神經(jīng)元呈現(xiàn)出或放電或靜息的狀態(tài),當(dāng)遭到神經(jīng)元四周環(huán)境尤其是不同噪聲源的影響時(shí),神經(jīng)元表現(xiàn)出不同形式的放電行為確保以最高效率傳遞生物體內(nèi)的信息。與以往研討發(fā)現(xiàn)的隨機(jī)共振,相干共振等現(xiàn)象比較,本文研究的是神經(jīng)元放電過程中的抑制效果。在本文中我們基于經(jīng)典Hodgkin-Huxley神經(jīng)元模型,系統(tǒng)研究了多種噪聲源對(duì)神經(jīng)元系統(tǒng)放電行為的影響,主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1.研究了非高斯色噪聲對(duì)神經(jīng)元放電的抑制效應(yīng)。與高斯白噪聲和高斯色噪聲的探討結(jié)果比較,研究表明非高斯色噪聲中相關(guān)時(shí)間和偏高斯系數(shù)等隨機(jī)因素對(duì)系統(tǒng)內(nèi)神經(jīng)元放電都起到了抑制作用。達(dá)到神經(jīng)元放電的電流強(qiáng)度閾值后,需要達(dá)到一定的噪聲強(qiáng)度值才會(huì)發(fā)生反隨機(jī)共振現(xiàn)象,并且噪聲強(qiáng)度和相關(guān)時(shí)間越大,神經(jīng)元平均放電率越大;相關(guān)時(shí)間達(dá)到一定數(shù)值時(shí),偏高斯系數(shù)和噪聲強(qiáng)度的改變不再能夠影響神經(jīng)元放電;在此基礎(chǔ)上,顯著存在一個(gè)電流強(qiáng)度值使得神經(jīng)元放電抑制效果達(dá)到最佳.2.研究了有界噪聲對(duì)系統(tǒng)內(nèi)神經(jīng)元放電的抑制效果。結(jié)果顯示不僅僅在噪聲路徑無界的情況下能夠發(fā)生反隨機(jī)共振現(xiàn)象,有界噪聲中的振幅和頻率等對(duì)神經(jīng)元放電也能起到抑制作用。在合理的電流強(qiáng)度范圍內(nèi),振幅越大,頻率越小,神經(jīng)元放電抑制效果越佳;然而,達(dá)不到噪聲強(qiáng)度數(shù)量級(jí)時(shí)反隨機(jī)共振現(xiàn)象基本不會(huì)出現(xiàn);振幅和頻率一定的條件下,電流強(qiáng)度的微小變化就會(huì)對(duì)神經(jīng)元放電抑制效果產(chǎn)生很大的影響,即神經(jīng)元放電的抑制效果對(duì)電流強(qiáng)度的敏感度很高。3.研究了兩個(gè)神經(jīng)元耦合之后在高斯白噪聲和高斯色噪聲的激勵(lì)下放電的同步性和抑制性效果。通過比較神經(jīng)元在二者不同激勵(lì)下的時(shí)間歷程圖和相圖,我們發(fā)現(xiàn)相關(guān)時(shí)間這一隨機(jī)因素的存在使得神經(jīng)元放電同步狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)變得更加容易,并且隨著相關(guān)時(shí)間的增大神經(jīng)元放電出現(xiàn)了明顯的抑制效果,即發(fā)生了反隨機(jī)共振現(xiàn)象;同時(shí),我們還發(fā)現(xiàn)在高斯白噪聲激勵(lì)下耦合系數(shù)的增大對(duì)神經(jīng)元放電同步起到明顯的促進(jìn)作用。
[Abstract]:The processing and transmission of information in the nervous system is achieved through neurons, which make the neurons present a state of discharge or rest, when affected by the surrounding environment of neurons, especially by different noise sources. Neurons exhibit different forms of discharge behavior to ensure maximum efficiency in the transmission of biological information. Compared with the phenomena of stochastic resonance and coherent resonance found in previous studies, In this paper, we study the effects of various noise sources on the firing behavior of neuron system based on the classical Hodgkin-Huxley neuron model. The main contents and conclusions are as follows: 1. The inhibitory effect of non-#china_person0# color noise on neuronal discharge was studied. The results show that random factors, such as correlation time in non-#china_person0# color noise and slanting Gao Si coefficient, can inhibit the firing of neurons in the system, and reach the threshold of current intensity of neuronal discharge. The anti-stochastic resonance phenomenon will occur only when the noise intensity reaches a certain value, and the greater the noise intensity and the correlation time, the greater the average discharge rate of neurons, and when the correlation time reaches a certain value, The change of partial Gao Si coefficient and noise intensity can no longer affect the firing of neurons. There is a significant current intensity value to optimize the inhibitory effect of neuron discharge. The effect of bounded noise on the suppression of neuronal discharge in the system is studied. The results show that not only the unbounded noise path can be generated. Inverse Stochastic Resonance, The amplitude and frequency of bounded noise can also inhibit the firing of neurons. In the range of reasonable current intensity, the larger the amplitude, the smaller the frequency, the better the inhibitory effect of neuron discharge. When the noise intensity is not in the order of magnitude, the phenomenon of anti-stochastic resonance will not appear basically. Under the condition of certain amplitude and frequency, the small change of the current intensity will have a great influence on the suppression effect of the neuronal discharge. That is, the inhibitory effect of neuronal discharge is highly sensitive to the current intensity. The synchronism and inhibitory effect of two neurons coupled under the excitation of Gao Si white noise and Gao Si color noise are studied. The time history diagram and phase diagram of element under different excitation, We find that the existence of the random factor of correlation time makes it easier to realize the synchronous state of neuronal discharge, and with the increase of correlation time, the discharges of neurons appear obvious inhibition effect, that is, the phenomenon of anti-stochastic resonance occurs. At the same time, we also find that the increase of coupling coefficient under the excitation of Gao Si white noise can obviously promote the synchronization of neuronal discharge.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q424;TN911.4

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本文編號(hào)：1575632