本文關鍵詞：耦合時滯作用下模塊神經元網絡的簇同步及同步抑制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：最新關于獼猴和貓大腦皮層區(qū)域連接結構的分析表明,腦皮層的神經元網絡具有模塊結構。簇同步作為神經元網絡放電活動的典型表現形式,是神經信息處理的重要機制、然而最近的醫(yī)學研究表明,神經元之間異常的同步化放電會導致一些神經性生理疾病,例如,帕金森癥,癲癇癥等。由于突觸間隙的存在及動作電位沿軸突傳播速度的有限性,耦合時滯在神經元網絡中也是不可避免的。因此,研究耦合時滯作用下具有模塊結構的模塊神經元網絡的同步放電行為及其控制具有重要的理論意義和潛在的應用價值。本文利用典型的映射神經元模型,構造了貼近真實神經系統(tǒng)的模塊神經元網絡,結合非線性動力學和數值仿真的理論與方法,深入研究了模塊神經元網絡的簇同步及同步抑制,并探討了耦合時滯、耦合強度及模塊拓撲結構等因素對網絡同步動力學的重要影響。本文的主要研究內容及結論如下：1、構建了電突觸耦合和化學突觸耦合混合作用下含有耦合時滯的模塊神經元網絡,通過數值仿真的方法,研究了混合突觸和耦合時滯作用下模塊神經元網絡的簇同步特性。結果發(fā)現,不依賴于子網絡的數目與子網絡的節(jié)點個數,子網絡內、子網絡間的耦合強度都能促使模塊神經元網絡取得簇同步,但是,耦合時滯卻對耦合強度誘導的簇同步具有顯著的抑制作用。同時論文也研究了模塊(子網絡)的拓撲結構對模塊神經元網絡簇同步過程的影響。研究發(fā)現無論子網絡的拓撲結構是否相同,子網絡總是優(yōu)于整個網絡先達到簇同步；對于子網絡拓撲結構相同的模塊神經元網絡,增加子網絡間的連接概率能夠促進整個網絡達到簇同步,而當子網絡拓撲結構不相同時,增加子網絡間的連接概率也不能促使整個網絡取得簇同步。2、研究了耦合時滯作用下,子網絡是小世界網絡的模塊神經元網絡的簇同步抑制問題。首先論文發(fā)現一定的耦合強度能夠誘導模塊神經元網絡達到簇同步,并且這不依賴于子網絡的個數；接著,將線性反饋控制方法(包括直接反饋控制和微分直接反饋控制)引入到模塊神經元網絡,得到了線性反饋控制能夠抑制簇同步的參數控制域,發(fā)現直接反饋控制的控制域集中在負值的反饋強度和較小值的反饋時滯區(qū)域,而微分反饋控制的控制域則分布在參數組合的中間區(qū)域,并且子網絡的個數越大,參數控制域越小；最后,論文討論了耦合時滯對線性反饋控制抑制簇同步效果的影響,結果表明較小的耦合時滯能夠提高線性反饋控制抑制簇同步的效果,并且存在一個最優(yōu)的耦合時滯使得這種抑制作用達到最強。本論文所得研究結果有助于理解真實神經系統(tǒng)的簇放電同步,并為治療簇同步引發(fā)的一些神經性生理疾病提供一定的理論指導意義。
【關鍵詞】：模塊神經元網絡 簇同步 耦合時滯 線性反饋控制
【學位授予單位】：陜西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R338;O231
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論與基本知識9-19
• 1.1 選題背景和意義9
• 1.2 神經元網絡同步和同步控制的研究概況9-12
• 1.2.1 神經元網絡的同步動力學9-11
• 1.2.2 神經元網絡的同步控制11-12
• 1.3 基礎知識12-17
• 1.3.1 神經元模型12-13
• 1.3.2 突觸的數學模型13-14
• 1.3.3 復雜網絡的基本模型14-17
• 1.4 論文研究的主要內容17-19
• 第2章 混合突觸作用下模塊神經元網絡的簇同步19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 模型介紹19-20
• 2.3 診斷分析方法20-21
• 2.4 耦合強度對模塊神經元網絡簇同步的作用21-24
• 2.5 耦合時滯對模塊神經元網絡簇同步的影響24-25
• 2.6 模塊的拓撲結構對模塊神經元網絡簇同步過程的影響25-31
• 2.7 本章小結31-33
• 第3章 耦合時滯作用下模塊神經元網絡簇同步的抑制研究33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 模型介紹33-34
• 3.3 耦合強度誘導的模塊神經元網絡的簇同步34-35
• 3.4 模塊神經元網絡簇同步的線性反饋控制35-39
• 3.4.1 模塊神經元網絡簇同步的直接反饋控制36-38
• 3.4.2 模塊神經元網絡簇同步的微分反饋控制38-39
• 3.5 模塊神經元網絡中耦合時滯對直接反饋控制抑制同步的影響39-41
• 3.5.1 耦合時滯對控制域內直接反饋控制抑制同步的影響39-40
• 3.5.2 耦合時滯對控制域外直接反饋控制抑制同步的影響40-41
• 3.6 模塊神經元網絡中耦合時滯對微分反饋控制抑制同步的影響41-45
• 3.6.1 耦合時滯對控制域內微分反饋控制抑制同步的影響41-43
• 3.6.2 耦合時滯對控制域外微分反饋控制抑制同步的影響43-45
• 3.7 本章小結45-47
• 第4章 總結47-49
• 參考文獻49-55
• 致謝55-57
• 攻讀碩士學位期間的研究成果57

【參考文獻】

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1 陸啟韶;劉深泉;劉鋒;王青云;侯中懷;鄭艷紅;;生物神經網絡系統(tǒng)動力學與功能研究[J];力學進展;2008年06期

  本文關鍵詞：耦合時滯作用下模塊神經元網絡的簇同步及同步抑制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：257829