【摘要】：神經(jīng)系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這個網(wǎng)絡(luò)可以控制和調(diào)節(jié)我們身體所有的生理過程。神經(jīng)系統(tǒng)控制和調(diào)節(jié)的崩潰會導(dǎo)致潛在生理機制的異常和混亂從而導(dǎo)致出現(xiàn)許多神經(jīng)疾病,例如,癲癇,老年癡呆癥,帕金森病以及精神分裂癥等。從非線性動力系統(tǒng)的角度來看,這些疾病可以認為是由描述神經(jīng)元系統(tǒng)的相關(guān)非線性方程組的一個或多個調(diào)節(jié)參數(shù)的值的改變所誘導(dǎo)的分岔引起的。因此,深入研究分岔的產(chǎn)生及控制對這些動態(tài)疾病的診斷和治療有潛在的應(yīng)用�；赪ashout濾波的動態(tài)狀態(tài)反饋控制器已被應(yīng)用于多種非線性動力學(xué)模型。本文以Morris-Lecar(ML)模型為研究對象,利用非線性動力學(xué)理論和方法來分析該模型產(chǎn)生分岔的機理并利用Washout濾波器來控制其分岔。該控制器包含一個線性項和一個非線性項,研究表明該控制器的線性項決定Hopf分岔點的位置,避免分岔點出現(xiàn)在一些確定的外加應(yīng)用電流區(qū)域,而非線性項可以調(diào)節(jié)Hopf分岔點的穩(wěn)定性。本文接著分析了外加應(yīng)用電流,線性控制增益,非線性控制增益和濾波器時間常數(shù)的倒數(shù)之間的關(guān)系。通過這些關(guān)系,我們可以選擇合適的參數(shù)值以達到我們的控制目標(biāo)。本文還分析了神經(jīng)元系統(tǒng)可控參數(shù)與外加應(yīng)用電流的關(guān)系,僅通過調(diào)節(jié)可控參數(shù)的參數(shù)值而不加入任何控制,我們可以改變Hopf分岔點的位置,甚至可以改變神經(jīng)元的興奮類型。相比加入控制器來改變這些特性,這種方法不會因增加系統(tǒng)的維數(shù)而使系統(tǒng)變復(fù)雜。以上分析和控制的結(jié)果有助于揭示某些神經(jīng)疾病的致病機理,為這些神經(jīng)疾病的預(yù)防和治療提供一定的理論支持,在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用上有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:The nervous system is a network that controls and regulates all the physical processes of our body. The breakdown of nervous system control and regulation can lead to abnormalities and confusion of underlying physiological mechanisms, leading to many neurological diseases, such as epilepsy, Alzheimer's disease, Parkinson's disease and schizophrenia. From the point of view of nonlinear dynamical system, these diseases can be thought to be caused by the bifurcation induced by the change of the value of one or more regulating parameters of the related nonlinear equations describing the neuronal system. Therefore, further research on the generation and control of bifurcation has potential applications in the diagnosis and treatment of these dynamic diseases. Dynamic state feedback controller based on Washout filter has been applied to many nonlinear dynamic models. In this paper, Morris-Lecar (ML) model is taken as the research object. The mechanism of bifurcation is analyzed by nonlinear dynamics theory and method, and the bifurcation is controlled by Washout filter. The controller consists of a linear term and a nonlinear term. It is shown that the linear term of the controller determines the position of the Hopf bifurcation point and avoids the occurrence of the bifurcation point in certain applied current regions. The nonlinear term can adjust the stability of Hopf bifurcation point. Then the relationship between applied current, linear control gain, nonlinear control gain and the reciprocal of filter time constant is analyzed. Through these relationships, we can select the appropriate parameter values to achieve our control objectives. This paper also analyzes the relationship between the controllable parameters of the neuron system and the applied current. By adjusting the parameters of the controllable parameters without adding any control, we can change the position of the Hopf bifurcation point and even the excitation type of the neuron. Compared with adding a controller to change these characteristics, this method does not complicate the system by increasing the dimension of the system. The results of above analysis and control are helpful to reveal the pathogenic mechanism of some neurological diseases, and provide certain theoretical support for the prevention and treatment of these neurological diseases, and have certain guiding significance in clinical application.
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O231

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本文編號：2228034