【摘要】：神經(jīng)信息在神經(jīng)系統(tǒng)中的加工和傳輸是需要特定功能的神經(jīng)元群體來完成的。人工神經(jīng)網(wǎng)絡就是通過構建網(wǎng)絡模型和計算機仿真的方法,來研究神經(jīng)系統(tǒng)中信息傳輸和處理的相關問題。前饋神經(jīng)元網(wǎng)絡是人工神經(jīng)網(wǎng)絡中最簡單、常見的模型之一,也是用于研究大腦不同區(qū)域間信號傳遞的有效模型。本論文以10層的前饋神經(jīng)元網(wǎng)絡為研究對象,著重研究了網(wǎng)絡拓撲結構、突觸時滯以及神經(jīng)元模型參數(shù)對系統(tǒng)信息傳輸能力和處理機制的作用。主要的工作和所得結論概括如下:1.研究了常用神經(jīng)元模型的放電特性及動力學行為,模擬了神經(jīng)元模型對不同輸入的響應特性,并分析各種神經(jīng)元模型的優(yōu)缺點。另外,作為預備工作,研究了突觸連接概率對一類由興奮性和抑制性神經(jīng)元以4:1比例構成的單層神經(jīng)元網(wǎng)絡同步水平的影響,結果表明大的連接概率會促進神經(jīng)元網(wǎng)絡的同步。2.系統(tǒng)地研究了由Hodgkin Huxley神經(jīng)元構成、以一定概率連接的前饋神經(jīng)元網(wǎng)絡中放電率傳輸?shù)膯栴},其中著重考察突觸時滯在此傳輸模式中所起的作用。研究結果表明,輸入噪聲強度、層間連接概率、突觸時間常數(shù)和背景噪聲強度都會對放電率傳輸產(chǎn)生影響,恰當?shù)恼{(diào)整這些參數(shù)能夠使網(wǎng)絡具有穩(wěn)定編碼和傳輸信號的能力。突觸時滯既可以對正常傳輸?shù)木W(wǎng)絡產(chǎn)生破壞作用,也可以使無法成功傳輸?shù)木W(wǎng)絡恢復正常傳輸,這與時滯的強度和網(wǎng)絡的拓撲結構有關。3.研究了由Leaky Integrate and Fire神經(jīng)元構成、以全局耦合方式連接的前饋神經(jīng)元網(wǎng)絡中同步放電傳輸?shù)膯栴},主要考察了突觸連接強度和時滯對傳輸模式的作用。在一定條件下,時滯可以幫助改善網(wǎng)絡傳輸能力。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP183;Q42
【圖文】：

傳輸神經(jīng)信號。神經(jīng)系統(tǒng)只傳遞兩種信號：動作電位和局部電位。局部電位主要用來逡逑短距離傳播信號，傳輸距離大概在１？２毫米，主要作用在特定區(qū)域（例如感覺神經(jīng)逡逑末梢）或者是不同細胞的節(jié)點處Ｉ４７］。長距離的傳輸還是依靠動作電位，圖２－１所示為逡逑動作電位的膜電位變化示意圖。逡逑的邐ａｃｔｉｏｎ邋ｐｏｔｅｎｔｉａｌ逡逑４０逡逑＞邋２０逡逑１逡逑ｔｏ逡逑！邋０逡逑＜ｖ逡逑Ｃ邋－２０逡逑？：—ＷＵＵＵＵＩａ逡逑８0０邐２０邐４０邐６０邐８０邐１００邐１２０邐１４０邐１６０逡逑Ｔｉｍｅ邋（ｍｓ）逡逑圖２－１動作電位連續(xù)放電示意圖逡逑動作電位的發(fā)放形式是幾乎相同的，大腦信號傳輸?shù)膶嵸|(zhì)主要是某時刻是否有動逡逑作電位產(chǎn)生。動作電位其實是信息傳遞中使用的符號，一個尖波被稱作一個脈沖逡逑９逡逑

神經(jīng)結構中［４８］。電突觸在形態(tài)上是對稱的，信息傳遞也是雙向的，所以對于不同的時逡逑間點，每一個神經(jīng)元都既是突觸前結構，也可以被稱為突觸后結構。而化學突觸在形逡逑態(tài)和結構上是明顯不對稱的，在化學突觸中信息的流動是單方向的，它的結構如圖２－逡逑２所示，突觸的傳遞過程可以分為三個階段。逡逑Ｐｏｓｔｓｙｎａｐｔｉｃ邋ｃｅｌｌ逡逑Ｐｒｅｓｙｎａｐｔｉｃ邋ｃｅｌｌ邐＼逡逑Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ邋Ｒｅｃｅｐｔｏｒ逡逑圖２－２化學突觸傳遞神經(jīng)遞質(zhì)示意圖逡逑１０逡逑

神經(jīng)結構中［４８］。電突觸在形態(tài)上是對稱的，信息傳遞也是雙向的，所以對于不同的時逡逑間點，每一個神經(jīng)元都既是突觸前結構，也可以被稱為突觸后結構。而化學突觸在形逡逑態(tài)和結構上是明顯不對稱的，在化學突觸中信息的流動是單方向的，它的結構如圖２－逡逑２所示，突觸的傳遞過程可以分為三個階段。逡逑Ｐｏｓｔｓｙｎａｐｔｉｃ邋ｃｅｌｌ逡逑Ｐｒｅｓｙｎａｐｔｉｃ邋ｃｅｌｌ邐＼逡逑Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ邋Ｒｅｃｅｐｔｏｒ逡逑圖２－２化學突觸傳遞神經(jīng)遞質(zhì)示意圖逡逑１０逡逑

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