Hindmarsh-Rose神经元模型的混沌控制

应用稳定性准则的混沌控制方法控制单个Hindmarsh-Rose神经元模型的混沌发放峰序列和混沌爆发运动。通过对膜电压的非线性连续-时间反馈干扰的输入,将混沌运动控制到5峰/爆发(5spikes/burst)轨道上,该轨道嵌入在混沌吸引子内。数值模拟结果显示该方法在控制HR神经元模型方面是有效的。

Hindmarsh-Rose神经元模型的稳定性与Hopf分支

研究外界刺激参数对Hindmarsh-Rose神经元模型的稳定性与产生Hopf分支的影响。通过导数法、特征值分析及Hurwitz判别准则,得到外界刺激与Hindmarsh-Rose模型平衡点个数变化、平衡点局部稳定性,及该模型在平衡点处经历Hopf分支之间的关系。运用Matlab进行数值仿真,验证了定理的结果,展示了当神经元受到较大外界刺激时出现的复杂现象。

基于Hindmarsh-Rose神经元模型的模式分割

联想记忆和模式分割是大脑的重要功能,大脑海马区是这一功能的重要物质基础。Hindmarsh-Rose神经元模型能够较好地模拟大脑海马区神经元的特性。本文以Hindmarsh-Rose神经元为节点,按Hopfield规则构造网络,同时,考虑到大脑中神经元连接的生理学实际情况,通过数值模拟,实现了在弱、中、强三种连接强度情况下的模式分割以及在随机概率连接情况下的模式分割,通过分析比较,提出了进一步改进的方向。

基于FPGA的类脑神经元仿生电路设计与实现

随着现代社会进入信息化与智能化时代,神经形态计算以高度的并行、极低的功耗和存算一体的特征受到了广泛的关注。本文着眼于未来神经形态器件和类脑智能的发展需求,对建立全数字电路的类脑计算硬件系统展开研究,以脉冲神经网络H-H(Hodgkin-Huxley)神经元模型为研究对象,将DSP Builder平台与Quartus平台相结合,设计出H-H神经元模型的数字电路,并对其进行了性能测试。结果表明,基于现场可编程门阵列(FPGA)硬件设计的神经元数字电路其工作特性与理论仿真结果高度一致,具有良好的生物特性,为建立类脑计算硬件系统提供新思路。

电磁感应下神经元模型的放电模式及分岔分析

在类Hindmarsh-Rose神经元模型的基础上,考虑了磁通量和电磁感应对细胞膜的影响,构建了一个四维模型.通过峰峰间距分岔图发现模型产生复杂的动力学现象,即逆加周期分岔、逆倍周期分岔及倍周期分岔导致混沌.利用快慢动力学分析得到了4种不同的簇放电模式.通过快速子系统的余维2分岔分析了不同簇放电模式之间的转迁机制.最后全系统的余维2分岔给出更多分岔信息.

山峰-减法聚类神经元模型及学习算法

将神经网络与数据集的密度指标结合起来提出一种山峰—减法聚类神经网络方法 ,利用数据集的密度指标对基类进行合并 ,并不断重复直至产生足够多的聚类中心 ,就可完成对聚类神经元的学习。给出该聚类的神经元模型和学习算法。该方法的主要优点是对于工程应用中的大样本集分类和重叠数据的模式分类问题 。

一种修正的动态神经元网络模型的类脑电活动及其应用

在作者以前所提出的一种简化现实性神经网络模型一动态神经元网络模型的基础上，进一步考虑了发放神经脉冲引起的兴奋性变化以及每个神经元和其它神经元之间都只有有限联结的性质。使修正后的模型具有更强的生物学真实性。计算机仿真表明由这样的网络产生的类脑电活动对初值极端敏感，具有明显的混沌动力学性质，利用这一点作者们成功地对电脑文档进行了加密和解密，参数和初值的微小改变都使解密失败，从而可望由此得出高度可靠的保密手段。

基于神经元网络的轴类零件实例分类模型

提出一种基于神经元网络的轴类零件分类模型,采用基于反向传播算法的多层前馈式神经网络(BP)和自适应共振理论网络(ART1)实现基于特征的轴类零件家族的动态聚类与从聚类模板到每一事例的索引,完成轴类零件的实例分类三层模型。这种并行、分布式的神经网络分类处理过程大大提高了推理效率,为实例推理提供了崭新的思路。

经颅磁声刺激下分数阶扩展Hindmarsh-Rose神经元放电特性分析

该文基于分数阶扩展Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型,对其在经颅磁声刺激(TMAS)影响下的放电模式和放电频率进行了分析研究。作为神经元的外部刺激输入,具有不同磁声参数的经颅磁声刺激产生的交变电流会对神经元的放电特性产生不同的影响。通过对不同磁感应强度、超声强度以及超声频率下神经元的膜电位曲线以及以磁声参数为变量的峰峰间隔分岔图进行定量分析可知,分数阶扩展HR神经元模型放电模式和放电节律的调节可通过改变经颅磁声刺激的磁感应强度和超声强度来实现。然而,超声频率的改变不会对神经元放电模式产生影响,但其取值变化会在小范围内影响神经元的放电频率。此外,通过对比分数阶与整数阶神经元在不同磁声参数交变电流刺激下的放电特性可知,分数阶扩展HR神经元模型具有更多变的放电模式和更复杂的放电节律。该文的结论有利于了解经颅磁声刺激的影响机制,进而为其实验和临床应用提供理论依据。

含二次Sigmoidal神经元的前向网络的分类能力

本文分析了一种新的神经元模型──二次Sigmoidal神经元对前向种经网络的分类能力的改进程度．结果表明：在隐层及输出层无论采用多阈值还是单阈值二次Sigmoidal神经元，三层前向网络的分类能力比CommittedMachine只能提高3倍．

非阿片类中药强镇痛剂对大鼠脊髓背角WDR神经元电活动的影响

目的:探讨中药痛必定注射液对正常大鼠及慢性痛模型(CCI)大鼠脊髓背角广动力范围(WDR)神经元晚成分放电的影响,旨在研究中药痛必定注射液的镇痛作用机理. 方法:成年SD大鼠20只,随机分成(1)假手术组:大鼠仅暴露坐骨神经未结扎;(2)CCI模型组:实行坐骨神经结扎,制成CCI模型.于术后7-10天,用光热测痛仪测试模型组动物的痛阈,痛阈降低者为模型成功.采用单管玻璃微电极细胞外方法记录正常大鼠及CCI大鼠脊髓背角神经元的诱发放电,根据诱发的背角神经元的反应形式,既有A反应又大鼠有B反应的为WDR神经元,观察并记录给予中药痛必定后2 min、4 min、8 min、15 min、30 min、60min、120 min、180 min、240 min对正常大鼠及CCI慢性痛大鼠的WDR晚成分放电数、潜伏期及自发放电的影响.

一类二次Sigmoid神经元构建的分类器分类能力的理论分析

针对含二次Ｓｉｇｍｏｉｄａｌ神经元的前向神经网络，研究了它的模式分类能力．通过分析它在解决Ｄｉｃｈｏｔｏｍｙ问题所需的规模，从而得到了这种神经元模型对神经网络分类器的分类能力的改进程度．

生酮饮食对海人酸点燃癫癎模型大鼠海马神经元保护作用研究

目的探讨生酮饮食对海人酸点燃癫癎模型大鼠海马神经元的保护作用。方法经海人酸制备SD大鼠癫癎模型,分别给予生理盐水+正常膳食(C组)、生理盐水+生酮饮食(K组)、海人酸+正常膳食(E组)和海人酸+生酮饮食(EK组),连续观察21 d后记录不同处理组大鼠体重、观察Ⅳ或Ⅴ级癫癎发作频率和持续时间,并通过HE染色和Nissl染色计数E组和EK组大鼠海马CA3区正常锥体神经元数目。结果 C组和K组大鼠均无癫癎发作,且海马CA3区锥体神经元数目正常。E组和EK组大鼠在观察过程中均出现Ⅳ或Ⅴ级癫癎发作,但EK组大鼠在饲养第21天时与E组相比,癫癎发作频率减少[(17.90±4.12)次对(30.50±4.40)次,P=0.000]、发作持续时间缩短[(212.70±17.75)s对(335.00±14.21)s,P=0.000],差异有统计学意义;EK组海马CA3区正常锥体神经元数目与E组相比增加[(117.67±7.51)个对(71.33±6.11)个,P=0.000],差异亦有统计学意义。结论生酮饮食对海人酸点燃癫癎模型大鼠海马神经元具有保护作用。

人参皂甙Rd对匹罗卡品致癎大鼠模型中netrin-1表达及神经元凋亡的影响

目的探讨人参皂甙Rd(GSRd)对大鼠癫癎持续状态后齿状回netrin-1表达及海马神经元凋亡的影响。方法健康Wistar大鼠30只,随机分为颞叶癫癎组、GSRd组和对照组,每组10只。氯化锂-匹罗卡品建立大鼠颞叶癫癎模型,采用免疫组织化学法及TUNEL法观察颞叶癫癎组、GSRd组和对照组齿状回netrin-1蛋白表达及海马神经元凋亡细胞数情况。结果与对照组比较,颞叶癫癎组大鼠30 d齿状回netrin 1蛋白表达明显增高,海马CA3区TUNEL阳性细胞数在癫癎持续状态后7 d明显增高,差异有统计学意义(P<0.05);与颞叶癫癎组比较,GSRd组大鼠30 d齿状回nctrin l蛋白表达明显降低,海马CA3区TUNEL阳性细胞数在癫癎持续状态后7 d明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 GSRd可能通过下调netrin 1的表达,并使神经元凋亡数目减少,从而发挥对神经元的保护作用。

具有时滞的eHR神经元模型稳定性及Hopf分岔分析

为研究时滞神经元系统复杂的动力学行为,本文在eHR神经元系统的基础上引入时滞项,通过分析线性化eHR模型系统在唯一平衡点的特征方程,得出某一临界值,使得超过其值时发生Hopf分岔,小于其值时,系统是渐进稳定的。此外,通过中心流形定理等理论给出了分岔周期解的稳定性和分岔方向。最后,为验证结论给出了部分数值模拟。

经颅磁声刺激作用下耦合神经元的去同步研究

基于全同HR神经元的耦合系统模型,应用Simulink平台建立系统仿真模型,研究经颅磁声刺激对神经元同步活动的影响。通过分析不同参数下的经颅磁声刺激对神经元去同步的作用效果,发现适当参数下的外加磁声刺激可以有效减弱神经元的同步性。仿真结果表明:超声强度为0.7~0.8 W/cm^2时,去同步指数Q值变为0.041 7,耦合神经元出现去同步现象,从1.3~3.0 W/cm^2逐渐增大时,耦合神经元去同步指数Q值由0.041 7逐渐增大到0.625,神经元的放电模式发生了改变。调制超声波的占空比从40~70%变化时,去同步指数Q值变为0.041 7,耦合神经元的去同步对经颅磁声刺激具有敏感性;当调制超声波的周期从170~180 ms变化时,去同步指数Q值变为0.041 7,耦合神经元呈现去同步状态。研究结果揭示出经颅磁声刺激对耦合神经元去同步的作用规律,有助于探索经颅磁声刺激对神经精神类疾病治疗和康复的机理。

基于脉冲神经网络的类脑计算

针对当前重要国际科技前沿--类脑计算进行研究,讨论了类脑计算的研究内容、特点和研究现状.类脑计算不是简单的人脑神经元的模拟和神经元模型的应用,而是对人脑的信息处理规律、复杂的工作模式及思维、学习、推理、决策本质性机理的深层次模拟.脉冲神经网络比传统神经网络具有更好的生物似真性,并能同时融入时、空信息,更适用于受人类推理、判断、决策等思维过程启发的类脑计算.因此,介绍了脉冲神经网络的特点、脉冲神经元模型、脉冲编码,以及脉冲神经网络在模式识别等领域中的应用,并对基于脉冲神经网络的类脑计算方法和神经形态芯片的研究现状及未来的发展进行了讨论.基于脉冲神经网络的类脑计算会对未来的生活、经济发展产生深远影响.

二氮嗪预处理对缺氧复氧后大鼠海马神经元凋亡及JNK表达的影响

目的探讨二氮嗪(DZ)预处理能否抑制C-Jun氨基末端激酶(JNK)表达而减轻缺氧复氧后大鼠海马神经元的凋亡。方法原代培养9～10 d的SD大鼠海马神经元随机分为5组:对照组、DZ 0,30,100μmol/L和DZ 100μmol/L+5-羟癸酸(5-HD)100μmol/L预处理组。除对照组外,其余4组神经元自缺氧前2 d开始,每天实施以上对应浓度DZ预处理1 h,连续3 d。于体外缺氧4 h复氧48 h后,采用四唑蓝比色法测定海马神经元活力,AnnexinⅤ-FITC流式细胞术测定凋亡率,Western blotting法检测JNK蛋白表达。结果与对照组比较,缺氧复氧后海马神经元的活力下降,凋亡率增大,JNK蛋白表达增强(P<0.05)。与其他预处理组比较,DZ100μmol/L预处理组的神经元活力高,凋亡率低(P<0.05),其他预处理组间比较无统计学意义。DZ预处理后,JNK蛋白表达减低,且DZ 100μmol/L组表达弱于DZ 30μmol/L组(P<0.05)。同时给于5-HD预处理后,DZ未能抑制JNK蛋白表达。结论DZ预处理可能抑制JNK表达而减轻缺氧复氧后大鼠海马神经元的凋亡。

水杨酸诱导大鼠耳鸣模型下丘脑神经细胞氧化损伤及凋亡调节蛋白Bcl-2与Bax的表达

【目的】探讨水杨酸诱导耳鸣与氧自由基代谢、脂质过氧化，以及神经细胞凋亡的关系。【方法】运用生化法测定水杨酸诱导耳呜大鼠下丘脑神经细胞组织中超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量的变化，运用脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记技术（TUNEL）和WesternBlot（WB）法检测神经细胞凋亡调节蛋白Bcl一2与Bax。【结果】水杨酸组SOD活性明显下降，MDA含量明显增高，同时神经细胞凋亡增加，bax／bcl一2比值降低。【结论】下丘脑氧自由基代谢紊乱、脂质过氧化损伤及神经细胞凋亡与水杨酸诱发耳呜的发生发展有关。

基于模糊神经网络的煤层冲击地压预测模型研究

煤层冲击地压是煤矿重大灾害之一。冲击地压的发生是由多方面因素造成的,具有模糊性、动态性,表现为一个复杂的非线性动力学过程,这使得冲击地压预测系统的数据处理不能按照常规的线性系统法进行处理。文章提出了多源信息融合的模糊神经元网络算法,且基于势场拓扑层次聚类融合FCM算法的聚类思想,将模糊集合理论引入神经元网络,构成基于多判据信息融合的模糊神经元网络模型,并对该网络进行了优化。通过仿真试验,验证了该模型的有效性。