本文關(guān)鍵詞：隨機(jī)Hodgkin-Huxley神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的相干共振，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來隨著神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展,人們對腦的研究越來越深入.人體的活動是通過大腦中的多種系統(tǒng)控制的,而其中的神經(jīng)系統(tǒng)則起到了主導(dǎo)作用,因此對其研究具有必要性.神經(jīng)元作為神經(jīng)系統(tǒng)的基本功能單位,其活動不是單獨(dú)進(jìn)行的,是系統(tǒng)中大量的神經(jīng)元通過復(fù)雜的聯(lián)系而耦合在一起共同完成神經(jīng)信息的整合,編碼,輸出等一系列生命過程的.本文我們研究了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的整體行為.作為神經(jīng)動力學(xué)行為之一的隨機(jī)共振在神經(jīng)生命活動中起到了重要的作用,如在貓的皮層的神經(jīng)元集群的試驗(yàn)中觀察到了隨機(jī)自共振現(xiàn)象,而且也有實(shí)驗(yàn)表明隨機(jī)自共振對貓的傳導(dǎo)編碼有促進(jìn)作用[1].另外,在噪聲的條件下利用隨機(jī)共振可以檢測出弱信號等.基于以上隨機(jī)共振及噪聲的重要作用,因此本文研究了內(nèi)部離子通道噪聲,外部突觸噪聲及周期信號對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)時(shí)空相干性的影響,揭示了其內(nèi)在的活動機(jī)制,并進(jìn)一步研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵ι窠?jīng)元集群活動的影響.本文的研究內(nèi)容：兩種方法模擬隨機(jī)的Hodgkin-Huxley方程中離子通道的動力學(xué).1.用Gillespie算法模擬了離子通道的動力學(xué),分別從通道噪聲,外部突觸噪聲及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等方面對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了動力學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)僅有外部突觸噪聲或者僅有通道噪聲時(shí)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)均能發(fā)生隨機(jī)共振現(xiàn)象,當(dāng)兩種噪聲共存時(shí)也有隨機(jī)共振現(xiàn)象發(fā)生.同時(shí)對比了兩種噪聲的作用,在較為稀疏的網(wǎng)絡(luò)里,發(fā)現(xiàn)合適強(qiáng)度的外部突觸噪聲在誘導(dǎo)產(chǎn)生隨機(jī)共振方面的作用要優(yōu)于兩種噪聲共存時(shí)的作用.2.我們用Langevin方程近似模擬離子通道動力學(xué),研究了在電耦合的網(wǎng)絡(luò)中加入周期信號對網(wǎng)絡(luò)時(shí)空相干性的影響,結(jié)果表明周期信號確實(shí)能誘發(fā)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生相干共振,當(dāng)固定通道噪聲的強(qiáng)度時(shí)發(fā)現(xiàn)存在三個(gè)頻段的周期信號使得網(wǎng)絡(luò)的相干性達(dá)到最大.
【關(guān)鍵詞】：Hodgkin-Huxley方程 通道噪聲 突觸噪聲 隨機(jī)共振 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 周期信號
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R338;O175
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 引言9-10
• 1.2 本文的主要研究內(nèi)容10
• 1.3 本文的創(chuàng)新之處10-11
• 1.4 本文的主要結(jié)構(gòu)11-13
• 第二章 神經(jīng)元及模型13-21
• 2.1 神經(jīng)元的構(gòu)成13-15
• 2.1.1 神經(jīng)元的基本結(jié)構(gòu)13-14
• 2.1.2 離子通道及電位產(chǎn)生的離子基礎(chǔ)14-15
• 2.2 神經(jīng)元的模型15-21
• 2.2.1 確定的Hodgkin-Huxley神經(jīng)元模型15-16
• 2.2.2 隨機(jī)的Hodgkin-Huxley神經(jīng)元模型16-19
• 2.2.3 其他的神經(jīng)元模型19-21
• 第三章 數(shù)值計(jì)算的理論基礎(chǔ)21-29
• 3.1 相關(guān)數(shù)學(xué)知識21-24
• 3.1.1 概率空間和隨機(jī)變量21
• 3.1.2 隨機(jī)過程21
• 3.1.3 計(jì)數(shù)過程21-22
• 3.1.4 Poisson過程22-23
• 3.1.5 布朗運(yùn)動23
• 3.1.6 Ito積分23-24
• 3.2 數(shù)值模擬方法24-29
• 3.2.1 隨機(jī)微分方程的數(shù)值模擬24
• 3.2.2 服從指數(shù)分布樣本的隨機(jī)生成法24-25
• 3.2.3 用指數(shù)分布模擬Poisson過程25-26
• 3.2.4 Gillespie算法26-29
• 第四章 通道和突觸噪聲對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)時(shí)空相干性的影響29-41
• 4.1 模型29-30
• 4.2 量化神經(jīng)元?jiǎng)恿W(xué)性質(zhì)的指標(biāo)30-31
• 4.2.1 神經(jīng)元的發(fā)放率30
• 4.2.2 發(fā)放的空間相干性指標(biāo)30-31
• 4.2.3 發(fā)放的時(shí)間規(guī)律性指標(biāo)31
• 4.2.4 功率譜31
• 4.3 結(jié)論31-41
• 4.3.1 通道噪聲誘導(dǎo)的序列提高的相干共振31-33
• 4.3.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵θ后w行為影響的進(jìn)一步探究33-34
• 4.3.3 內(nèi)外突觸噪聲共存對神經(jīng)元群體行為的影響34-36
• 4.3.4 突觸噪聲和通道噪聲的對比36-37
• 4.3.5 結(jié)果討論37-41
• 第五章 周期信號驅(qū)動下的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的時(shí)空相干性41-47
• 5.1 模型41
• 5.2 結(jié)論41-47
• 5.2.1 通道噪聲對神經(jīng)元時(shí)空相干性的影響41-43
• 5.2.2 周期驅(qū)動頻率及連接概率對神經(jīng)元時(shí)空相干性的影響43-45
• 5.2.3 電耦合強(qiáng)度及連接概率對神經(jīng)元時(shí)空相干性的影響45-46
• 5.2.4 結(jié)果討論46-47
• 第六章 總結(jié)與展望47-49
• 6.1 總結(jié)47-48
• 6.2 展望48-49
• 參考文獻(xiàn)49-54
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果54-55
• 致謝55-57
• 浙江師范大學(xué)學(xué)位論文誠信承諾書57

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張光璐;王輔忠;;多信號疊加在隨機(jī)共振系統(tǒng)中的研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2009年13期

2 云中客;;噪聲的隨機(jī)共振[J];物理;2009年09期

3 鄧輝;冷永剛;王太勇;張麗;;嵌入式變尺度級聯(lián)隨機(jī)共振系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2009年11期

4 施建成;羅敏;;生物鐘體系中色噪音誘導(dǎo)的日夜節(jié)律振蕩和內(nèi)信號隨機(jī)共振[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;2010年01期

5 蔡衛(wèi)菊;金波;劉開健;;隨機(jī)共振理論與微弱信號檢測應(yīng)用綜述[J];計(jì)算機(jī)與信息技術(shù);2010年04期

6 聶尊譽(yù);;美利用“隨機(jī)共振技術(shù)”揭示出隱藏物體圖像[J];功能材料信息;2010年02期

7 王新旭;;隨機(jī)共振理論及其應(yīng)用發(fā)展研究[J];科技視界;2013年06期

8 秦光戎,龔德純,胡崗,溫孝東;隨機(jī)共振的模擬實(shí)驗(yàn)[J];物理學(xué)報(bào);1992年03期

9 祝恒江,吳錫田;隨機(jī)共振研究進(jìn)展[J];大學(xué)物理;1997年07期

10 祁豐,辛厚文;生物液膜振蕩器中的內(nèi)振蕩隨機(jī)共振[J];自然雜志;2000年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康艷梅;;關(guān)于隨機(jī)共振的理論研究——幾個(gè)尚未解決的問題[A];第三屆全國動力學(xué)與控制青年學(xué)者研討會論文摘要集[C];2009年

2 靳艷飛;;隨機(jī)共振若干基礎(chǔ)問題的研究[A];第四屆全國動力學(xué)與控制青年學(xué)者研討會論文摘要集[C];2010年

3 劉甜;王青云;張紅慧;;異質(zhì)神經(jīng)元和信息時(shí)滯對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)共振的影響[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學(xué)和運(yùn)動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議摘要集與會議議程[C];2013年

4 孫水發(fā);鄭勝;萬均力;;非周期隨機(jī)共振信號處理物理機(jī)制的研究[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

5 孫水發(fā);鄭勝;萬均力;;非周期隨機(jī)共振信號處理物理機(jī)制的研究[A];第九屆全國振動理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

6 康艷梅;蔣耀林;;含色噪聲隨機(jī)共振系統(tǒng)的非線性響應(yīng):一個(gè)半解析研究[A];第八屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

7 康艷梅;江俊;李逸娟;;非正常擴(kuò)散下單穩(wěn)杜芬振子系統(tǒng)中的非傳統(tǒng)隨機(jī)共振[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學(xué)和運(yùn)動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

8 王寶華;陸啟韶;呂淑娟;;閾下激勵(lì)與噪聲聯(lián)合作用下肝細(xì)胞系統(tǒng)的內(nèi)鈣時(shí)空隨機(jī)共振問題[A];第十二屆全國非線性振動暨第九屆全國非線性動力學(xué)和運(yùn)動穩(wěn)定性學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

9 申建偉;;自誘導(dǎo)隨機(jī)共振相關(guān)研究進(jìn)展及其在基因網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)研究中的應(yīng)用[A];第六屆全國動力學(xué)與控制青年學(xué)者學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2012年

10 狄根虎;許勇;張鳳琴;;線性系統(tǒng)的隨機(jī)共振研究[A];第九屆全國動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議會議手冊[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 董映璧;復(fù)雜物理系統(tǒng)存在多樣性共振[N];科技日報(bào);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 段法兵;參數(shù)調(diào)節(jié)隨機(jī)共振在數(shù)字信號傳輸中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2002年

2 張曉飛;直升機(jī)傳動系統(tǒng)狀態(tài)增強(qiáng)檢測的隨機(jī)共振理論與方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 范劍;隨機(jī)共振和混沌理論在微弱信號檢測中的應(yīng)用研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

4 周玉榮;隨機(jī)共振及其在神經(jīng)動力學(xué)模型中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2009年

5 李建龍;隨機(jī)共振的參數(shù)調(diào)節(jié)方法及在信號處理中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2005年

6 薛凌云;神經(jīng)元隨機(jī)共振機(jī)制及其在語音與圖像處理中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2009年

7 張瑩;隨機(jī)共振信號恢復(fù)機(jī)理與方法研究[D];天津大學(xué);2010年

8 曾令藻;反常過程中的非周期隨機(jī)共振理論[D];浙江大學(xué);2008年

9 冷永剛;大信號變尺度隨機(jī)共振的機(jī)理分析及其工程應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2004年

10 李華鋒;雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)共振系統(tǒng)的輸出的性能衡量[D];浙江大學(xué);2003年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王仁國;神經(jīng)元系統(tǒng)中的閾上隨機(jī)共振[D];華中科技大學(xué);2007年

2 沈濤;積分發(fā)放模型中的閾上隨機(jī)共振[D];華中科技大學(xué);2008年

3 陳晨;隨機(jī)共振微弱信號檢測的參數(shù)敏感性研究與應(yīng)用[D];西安石油大學(xué);2015年

4 楊濤;典型的生物及化學(xué)系統(tǒng)中隨機(jī)和延遲效應(yīng)研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 李慧;隨機(jī)Hodgkin-Huxley神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的相干共振[D];浙江師范大學(xué);2015年

6 邵菊花;微弱信號檢測的隨機(jī)共振方法與應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2008年

7 常海;低速重載設(shè)備的隨機(jī)共振故障診斷方法研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

8 薛力偉;隨機(jī)共振系統(tǒng)的參數(shù)選取與應(yīng)用研究[D];蘭州大學(xué);2009年

9 王俊琦;閾值神經(jīng)元模型的隨機(jī)共振[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

10 劉小娜;雙穩(wěn)隨機(jī)共振系統(tǒng)的實(shí)用特性研究及應(yīng)用[D];燕山大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：隨機(jī)Hodgkin-Huxley神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的相干共振，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：281572