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基于阈值控制策略的Filippov Chay神经元动力学及其耦合同步
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作者 安新磊 任雁澜 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1068-1087,共20页
细胞内外带电离子的连续泵送和传递产生的电磁感应效应对神经元的电活动及模态转换会产生一定的影响,促使其展现出更加丰富的放电特性.文章基于电磁感应影响下的Chay神经元模型,引入了一种以膜电压为阈值的不连续控制策略,建立了相应的F... 细胞内外带电离子的连续泵送和传递产生的电磁感应效应对神经元的电活动及模态转换会产生一定的影响,促使其展现出更加丰富的放电特性.文章基于电磁感应影响下的Chay神经元模型,引入了一种以膜电压为阈值的不连续控制策略,建立了相应的Filippov Chay神经元模型,探究了在阈值控制策略影响下的神经元放电节律转迁及相应的边界运动.首先,对系统的边界动力学及滑膜动力学进行了理论分析.其次,利用单双参数分岔图探究了系统多样的放电模式.再次,结合Matcont仿真及稳定性理论详细分析了系统的平衡点及其稳定性,并且利用快慢动力学分析法进一步研究了在阈值影响下所产生的滑膜动力学及各种边界运动的切换.最后,通过电突触耦合,对不同阈值条件下耦合神经元的同步问题进行了讨论.数值仿真结果表明,在阈值的调控下Filippov Chay系统会产生滑膜放电活动及相应的穿越运动和擦边运动,同时其放电周期数也会随着阈值呈现出不同的变化规律,且对于不同阈值下的电耦合情况而言,在系统实现完全同步后都会稳定在周期数较低的放电态.以上所得结果有助于更好地理解神经元滑膜的相关控制,对进一步探究生物神经系统中复杂放电活动和信息处理的动力学行为提供了一定的帮助. 展开更多
关键词 Filippov神经元 阈值控制 滑膜动力学 切换运动 快慢动力学分析 耦合同步
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The role of local field potential coupling in epileptic synchronization 被引量:1
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作者 Jiongxing Wu Heng Yang +3 位作者 Yufeng Peng Liangjuan Fang Wen Zheng Zhi Song 《Neural Regeneration Research》 SCIE CAS CSCD 2013年第8期745-753,共9页
This review hopes to clearly explain the following viewpoints: (1) Neuronal synchronization underlies brain functioning, and it seems possible that blocking excessive synchronization in an epileptic neural network ... This review hopes to clearly explain the following viewpoints: (1) Neuronal synchronization underlies brain functioning, and it seems possible that blocking excessive synchronization in an epileptic neural network could reduce or even control seizures. (2) Local field potential coupling is a very common phenomenon during synchronization in networks. Removal of neurons or neuronal networks that are coupled can significantly alter the extracellular field potential. Interventions of coupling mediated by local field potentials could result in desynchronization of epileptic seizures. (3) The synchronized electrical activity generated by neurons is sensitive to changes in the size of the extracellular space, which affects the efficiency of field potential transmission and the threshold of cell excitability. (4) Manipulations of the field potential fluctuations could help block synchronization at seizure onset. 展开更多
关键词 neural regeneration REVIEWS EPILEPSY neurons synchronized discharge neural network extracellular space local potential coupling field potentials cell excitation threshold value grants-supported paper NEUROREGENERATION
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脑电事件相关去同步化和同步化的神经元群模型 被引量:7
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作者 郝冬梅 阮晓钢 《生物物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期39-45,共7页
利用基于丘脑-皮层网络的神经元群模型,研究被试者在某种认知状态下脑功能区的连接状态。模型包括三个模块,分别对应脑电头皮电极C3、Cz、C4记录的三个皮质区。模型外部输入包括用高斯白噪声表示的上行传入感受器信号、用直流偏移表示... 利用基于丘脑-皮层网络的神经元群模型,研究被试者在某种认知状态下脑功能区的连接状态。模型包括三个模块,分别对应脑电头皮电极C3、Cz、C4记录的三个皮质区。模型外部输入包括用高斯白噪声表示的上行传入感受器信号、用直流偏移表示的皮质对丘脑的兴奋性输入、用指数衰减表示的来自脑干和前脑基底神经元的调制信号。模型输出的兴奋性神经元群的平均膜电位反映脑电记录的局部电位。改变模型输入,进行多次仿真试验并进行线性和非线性分析。研究结果显示仿真输出信号的alpha频带功率谱有与实际脑机接口实验一致的事件相关去同步化和同步化现象;模型中功能相近的区域间有更强的耦合,随着耦合强度的增加,输出信号间的相关性和同步性均增加。 展开更多
关键词 神经元 脑电记录 丘脑 兴奋性 脑功能区 脑机接口 皮质区 事件 表示 模型
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耦合神经元的混沌自适应同步控制及应用 被引量:2
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作者 邬开俊 单亚州 +1 位作者 杜迢迢 鲁怀伟 《兰州交通大学学报》 CAS 2016年第6期35-40,共6页
基于Lyapunov稳定性理论,提出一种带有非线性自适应同步的控制方法,以实现两耦合Morris-Lecar神经元系统的同步.根据神经元模型初始值的不同,动态的自适应调整控制器的取值,可以较好地保证系统的同步状态,且具有很好的稳定性与自适应性... 基于Lyapunov稳定性理论,提出一种带有非线性自适应同步的控制方法,以实现两耦合Morris-Lecar神经元系统的同步.根据神经元模型初始值的不同,动态的自适应调整控制器的取值,可以较好地保证系统的同步状态,且具有很好的稳定性与自适应性.通过仿真实验,论证了该方法在混沌保密通信系统中的可行性和有效性. 展开更多
关键词 耦合Morris-Lecar神经元 混沌自适应同步 LYAPUNOV稳定性理论 混沌保密通信
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具有脉冲耦合复杂时滞动力网络的同步 被引量:1
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作者 张华 颜青 +1 位作者 吴泉军 周进 《动力学与控制学报》 2011年第4期348-351,共4页
考虑了一个具有脉冲耦合的复杂时滞动力网络的同步问题.基于脉冲时滞动力系统扩展的Halanay不等式,给出了网络同步的一个充分条件.所获结果表明,即使网络节点之间仅在一些离散时刻存在瞬时连接,网络仍然能够达到同步.进一步将所得结果... 考虑了一个具有脉冲耦合的复杂时滞动力网络的同步问题.基于脉冲时滞动力系统扩展的Halanay不等式,给出了网络同步的一个充分条件.所获结果表明,即使网络节点之间仅在一些离散时刻存在瞬时连接,网络仍然能够达到同步.进一步将所得结果应用于一个由混沌FHN神经元振子为动力节点所构成的一个无标度的动力网络,数值仿真结果表明了理论结果的正确性. 展开更多
关键词 复杂时滞动力网络 脉冲耦合 同步 混沌FHN振子
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网络系统的线性耦合混沌同步
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作者 刘晓君 李险峰 +1 位作者 何万生 杨丽新 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2010年第6期463-466,共4页
为提高通讯系统的安全性,应用线性耦合同步法对一个由超混沌神经元构成的网络系统的混沌同步问题进行了研究。基于非线性动力学理论,以三维空间中的吸引子、全局分岔图和Lyapunov指数谱表征了该神经元丰富的动力学行为。利用线性耦合同... 为提高通讯系统的安全性,应用线性耦合同步法对一个由超混沌神经元构成的网络系统的混沌同步问题进行了研究。基于非线性动力学理论,以三维空间中的吸引子、全局分岔图和Lyapunov指数谱表征了该神经元丰富的动力学行为。利用线性耦合同步方法实现了该网络系统的混沌同步,数值计算得到了该系统达到同步时耦合强度参数的取值范围。所得结果为混沌保密通信的应用提供基础数据。 展开更多
关键词 网络系统 线性耦合 混沌同步 超混沌神经元
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相对阈值耦合的混沌神经元同步研究 被引量:2
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作者 余双琦 周坚强 +1 位作者 朱萍 何国光 《浙江大学学报(理学版)》 CAS CSCD 2013年第4期433-436,共4页
提出了混沌控制的相对阈值耦合方法,并将该方法用于混沌神经元团簇的控制上.仿真结果表明,混沌神经元团簇输出表现出显著的聚类性,相对阈值耦合方法中神经元的状态只与相邻的神经元有关,耦合的阈值和弛豫时间对控制结果有影响,阈值越小... 提出了混沌控制的相对阈值耦合方法,并将该方法用于混沌神经元团簇的控制上.仿真结果表明,混沌神经元团簇输出表现出显著的聚类性,相对阈值耦合方法中神经元的状态只与相邻的神经元有关,耦合的阈值和弛豫时间对控制结果有影响,阈值越小,达到同步的时间越短,弛豫时间越长,神经元聚类性越明显. 展开更多
关键词 混沌同步 混沌神经元 相对阈值耦合
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一种星形神经网络的混沌同步 被引量:2
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作者 张文龙 于洪洁 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期220-225,共6页
通过理论研究和数值模拟,利用基于线性系统稳定准则(SC)的混沌同步方法,配置特殊的非线性项作为耦合函数,讨论一类Hindmarsh-Rose(H-R)神经元构成的复杂星形网络的混沌同步问题.提供了确定网络中神经元之间的同步误差发展方程,给出使神... 通过理论研究和数值模拟,利用基于线性系统稳定准则(SC)的混沌同步方法,配置特殊的非线性项作为耦合函数,讨论一类Hindmarsh-Rose(H-R)神经元构成的复杂星形网络的混沌同步问题.提供了确定网络中神经元之间的同步误差发展方程,给出使神经元网络达到混沌同步的耦合强度的参考值和取值范围.在不同耦合强度影响下,观察神经元的同步过程,总结出各个耦合强度因子对该神经网络同步稳定性过程的影响. 展开更多
关键词 混沌同步 H-R神经元 星形网络 基于线性系统稳定准则的混沌同步方法 耦合强度
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阈值耦合混沌神经元的同步研究 被引量:3
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作者 何国光 朱萍 +1 位作者 陈宏平 谢小平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期5307-5312,共6页
将阈值控制方法应用于混沌神经元团簇,构成阈值耦合混沌神经元映射,研究其时空特性.仿真实验表明,控制阈值决定了阈值耦合混沌神经元映射输出的时间周期特性,而张弛时间影响了输出的空间特性,阈值耦合混沌神经元映射输出表现出很好的聚... 将阈值控制方法应用于混沌神经元团簇,构成阈值耦合混沌神经元映射,研究其时空特性.仿真实验表明,控制阈值决定了阈值耦合混沌神经元映射输出的时间周期特性,而张弛时间影响了输出的空间特性,阈值耦合混沌神经元映射输出表现出很好的聚类性.当张弛时间足够大时,阈值耦合混沌神经元映射输出实现时空完全同步. 展开更多
关键词 同步 混沌神经元 阈值耦合
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