本文關(guān)鍵詞：自突觸和內(nèi)噪聲作用下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文主要研究了自突觸和內(nèi)噪聲作用下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)行為。首先,研究內(nèi)噪聲和時滯對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中自突觸自反饋活動誘導(dǎo)的動力學(xué)行為的影響。研究發(fā)現(xiàn):1、在時滯Newman Watts(NW)小世界Hodgkin Huxley(HH)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中,化學(xué)自突觸自反饋時滯可以使神經(jīng)元放電行為出現(xiàn)多次同步轉(zhuǎn)遷,這種轉(zhuǎn)遷行為會隨著自突觸自反饋強度的增加而增強。并且存在一個最佳的網(wǎng)絡(luò)耦合時滯和耦合強度使自反饋時滯誘導(dǎo)的多次同步轉(zhuǎn)遷現(xiàn)象變得最強。同時,自突觸活動會影響網(wǎng)絡(luò)耦合時滯誘導(dǎo)的同步轉(zhuǎn)遷,存在最佳的自突觸自反饋時滯使這種同步轉(zhuǎn)遷變得最強。這說明自突觸的時滯自反饋活動可以間歇性的增強或減弱神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步狀態(tài),能有效調(diào)控神經(jīng)元放電行為使之出現(xiàn)同步性變化。這些發(fā)現(xiàn)幫我們找到了神經(jīng)系統(tǒng)中自突觸活動對信息的傳遞和處理的潛在影響。2、在內(nèi)噪聲影響下的NW小世界HH神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中,化學(xué)自突觸自反饋時滯能夠使神經(jīng)元放電活動出現(xiàn)多次同步轉(zhuǎn)遷以及相干共振(coherence resonance,CR)現(xiàn)象,并且周期性與同步性存在對應(yīng)關(guān)系。自突觸自反饋時滯誘導(dǎo)的多次CR以及同步轉(zhuǎn)遷現(xiàn)象隨著自突觸自反饋強度增加而增強。存在最佳的的內(nèi)噪聲強度、網(wǎng)絡(luò)隨機連接概率以及網(wǎng)絡(luò)耦合強度使多次同步轉(zhuǎn)遷現(xiàn)象變得最強,多次CR現(xiàn)象隨著內(nèi)噪聲強度的減弱而增強,并且也會隨著網(wǎng)絡(luò)隨機連接概率以及網(wǎng)絡(luò)耦合強度的增加而增強。這說明,在內(nèi)噪聲影響下,自突觸活動對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為作用顯著,因此在神經(jīng)系統(tǒng)中會影響信息處理的時間精確性以及信息的編碼。其次,研究內(nèi)噪聲作用下時滯神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的動力學(xué)行為,研究發(fā)現(xiàn):在隨機NW小世界HH時滯神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中,中等大小強度的內(nèi)噪聲影響下,網(wǎng)絡(luò)耦合時滯能夠使神經(jīng)元放電行為出現(xiàn)多次同步轉(zhuǎn)遷,并且存在一個內(nèi)噪聲強度的最佳值使這種轉(zhuǎn)遷行為變得最強。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)耦合時滯固定時,內(nèi)噪聲強度的變化同樣會使神經(jīng)元的放電行為出現(xiàn)多次同步轉(zhuǎn)遷,這種轉(zhuǎn)遷行為只有在時滯的值處于出現(xiàn)同步轉(zhuǎn)遷的時滯的范圍內(nèi)才會發(fā)生。并且,存在一個最佳的網(wǎng)絡(luò)耦合強度和網(wǎng)絡(luò)隨機連接概率使內(nèi)噪聲誘導(dǎo)的同步轉(zhuǎn)遷現(xiàn)象變得最強。這說明,內(nèi)噪聲能夠有效調(diào)控神經(jīng)元放電活動的同步性變化。這些發(fā)現(xiàn)讓我們了解了內(nèi)噪聲對大腦正常或病理性的功能活動的影響以及在神經(jīng)系統(tǒng)中對信息的傳遞和處理的作用。最后研究依賴于放電時間可塑性(spike-timing-dependent plasticity,STDP)自適應(yīng)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)噪聲以及時滯作用下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為。研究發(fā)現(xiàn):1、在STDP自適應(yīng)耦合影響下的NW小世界HH神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中,自突觸自反饋時滯誘導(dǎo)的多次同步轉(zhuǎn)遷現(xiàn)象會隨著STDP調(diào)節(jié)率的變化而變化,存在一個最佳的調(diào)節(jié)率使同步轉(zhuǎn)遷變得最強。2、在STDP自適應(yīng)耦合影響下的NW小世界HH神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)耦合時滯誘導(dǎo)的多次同步轉(zhuǎn)遷現(xiàn)象會隨著STDP調(diào)節(jié)率的變化而變化,存在一個最佳的調(diào)節(jié)率使同步轉(zhuǎn)遷變得最強。3、在STDP自適應(yīng)耦合影響下的隨機NW小世界HH神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中,內(nèi)噪聲能誘導(dǎo)CR現(xiàn)象,且相比固定耦合情況CR強度減弱。隨著STDP調(diào)節(jié)率的增加內(nèi)噪聲誘導(dǎo)的CR強度減弱,并且出現(xiàn)CR的內(nèi)噪聲值減小。這些現(xiàn)象說明,STDP自適應(yīng)耦合對自突觸和內(nèi)噪聲誘導(dǎo)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為具有重要影響,因此,它在神經(jīng)體系信息處理和傳遞中發(fā)揮了重要作用。
【關(guān)鍵詞】：神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò) 時滯 STDP 自突觸 內(nèi)噪聲 同步轉(zhuǎn)遷 相干共振
【學(xué)位授予單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O175
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 引言13-15
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究目的及意義14
• 1.3 研究內(nèi)容14-15
• 第2章 神經(jīng)元及其網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)造和活動15-24
• 2.1 神經(jīng)元基本構(gòu)造15-18
• 2.1.1 神經(jīng)元形態(tài)結(jié)構(gòu)15-16
• 2.1.2 突觸和自突觸16-18
• 2.2 神經(jīng)元活動的離子機制18-19
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造簡介19-21
• 2.3.1 小世界網(wǎng)絡(luò)19-20
• 2.3.2 無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)20-21
• 2.4 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為21-24
• 2.4.1 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步性21-22
• 2.4.2 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的相干性22-24
• 第3章 自突觸作用下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為24-45
• 3.1 引言24-25
• 3.2 自突觸作用下時滯神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為25-35
• 3.2.1 模型與公式25-27
• 3.2.2 結(jié)果與討論27-35
• 3.3 自突觸作用下隨機神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為35-45
• 3.3.1 模型與公式35-38
• 3.3.2 結(jié)果與討論38-45
• 第4章 內(nèi)噪聲作用下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為45-56
• 4.1 引言45-46
• 4.2 模型與公式46-49
• 4.3 結(jié)果與討論49-56
• 第5章 自適應(yīng)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中自突觸和內(nèi)噪聲的作用56-70
• 5.1 引言56-57
• 5.2 模型與公式57-62
• 5.3 結(jié)果與討論62-70
• 第6章 總結(jié)70-71
• 參考文獻(xiàn)71-82
• 作者簡歷82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 吳亞男;噪聲作用下時滯神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)同步轉(zhuǎn)遷行為的研究[D];魯東大學(xué);2015年

2 徐波;時間周期耦合時滯神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為的研究[D];魯東大學(xué);2014年

3 王麗;自適應(yīng)時滯神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為的研究[D];魯東大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：自突觸和內(nèi)噪聲作用下神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：291320