基于频率权重耦合模型的多层复杂网络爆发式同步

同步现象是复杂网络和系统中普遍存在的一种动力学行为.针对多层复杂网络上产生爆发式同步的临界耦合强度问题,提出一种多层频率权重耦合的Kuramoto模型,通过平均场思想和自洽理论分析求出多层复杂网络上产生爆发式同步时的临界耦合强度值,并进行了仿真验证.理论分析和仿真结果表明,该临界值与层间相互作用强度和网络平均度相关,层与层之间的相互作用增强会阻碍爆发式同步的产生,而网络平均度增大会促进爆发式同步的产生.这一结果对复杂网络和复杂系统的研究具有重要意义.

规则网络中流耦合作用对爆发式同步的影响

耦合振子系统的爆发式同步是许多生物系统自组织动力学行为的内在机制之一,因而倍受关注.考虑到现实生活中许多振子之间的相互作用是非对称性的,通过理论分析和数值计算方法,详细研究了规则网络中,流耦合作用对耦合相振子系统爆发式同步动力学行为的影响.结果表明,非对称的流耦合作用,在具有特定频率空间分布的耦合相振子系统中,有利于促进耦合相振子系统产生爆发式同步.耦合系统达到爆发式同步所需的临界耦合强度与流耦合强度成线性关系.此外,在同步区间可观察到集中锁相和分散锁相两种同步形式共存.通过理论分析,给出了流耦合作用对促进耦合相振子系统爆发式同步的内在机制.研究结果可以为更好地理解非对称耦合作用下耦合相振子系统的自组织现象提供理论支持.

非快速眼动睡眠期间神经同步活动与记忆巩固关系研究进展

神经同步活动被认为是神经系统信息处理的关键。脑内存在多种不同频段的局部同步活动和区域间同步活动,这些神经同步活动与多种行为和认知功能相关。记忆作为脑的高级认知功能,其形成和巩固的过程与神经同步活动关系密切。本文主要从体内非快速眼动(non-rapid eye movement,NREM)睡眠期间多个脑区间的神经振荡活动以及体外培养神经网络的同步爆发活动两个层面综述了神经同步活动与记忆巩固关系的研究进展,分析了当前研究存在的问题,并对今后的相关研究作出展望。