具有不可靠突觸的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步研究.pdf

1、近年來，神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步受到了研究工作者們越來越多的關(guān)注，他們或者從實驗的角度或者從建模的角度來研究神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步。在這些研究工作中，神經(jīng)元之間的突觸傳輸都是可靠的，但是研究發(fā)現(xiàn)在生物神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元之間的突觸傳輸通常是不可靠的。所以一個很自然的問題就是不可靠突觸傳輸是如何影響神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步，本文對這一問題進行了較為深入的研究。因為生物神經(jīng)系統(tǒng)中的突觸傳輸是不可靠的，所以研究不可靠突觸傳輸對神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步的影響的重要意義是顯而易

2、見的。
　　在本論文中，我們通過建模和數(shù)值計算的方法對具有不可靠突觸的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步展開了研究，我們先研究了規(guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步，接著又研究了小世界神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步。本論文的主要內(nèi)容和主要創(chuàng)新之處可以概括如下：
　　1.關(guān)于具有不可靠突觸的規(guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步研究。
　　采用Hodgkin-Huxley中間神經(jīng)元模型和全連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我們研究了不可靠突觸傳輸對規(guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步的影響，并結(jié)合考慮了γ-氨

3、基酸能反轉(zhuǎn)電位、神經(jīng)元放電率、突觸衰減時間常量、時延和噪聲的影響。我們發(fā)現(xiàn)在特定的參數(shù)范圍內(nèi)，具有不可靠突觸傳輸?shù)囊?guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步幾乎同具有可靠突觸傳輸?shù)囊?guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步一樣好。這說明為了達到并保持較好的同步狀態(tài)規(guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)不需要神經(jīng)元時時刻刻都進行成功的信息傳輸。我們又發(fā)現(xiàn)對于一個相同的概率值，具有不可靠突觸傳輸?shù)囊?guī)則中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步要優(yōu)于具有可靠突觸傳輸?shù)碾S機連接的中間神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步。
　　2.關(guān)于

4、具有不可靠突觸的小世界神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步研究。
　　最近研究發(fā)現(xiàn)生物神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)具有典型的小世界網(wǎng)絡(luò)特性，即具有較短的平均路徑長度和較高的聚類系數(shù)。采用Izhikevich神經(jīng)元模型和小世界網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我們研究了不可靠突觸對小世界神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步的影響，并結(jié)合考慮了γ-氨基酸能反轉(zhuǎn)電位、時延和噪聲的影響。對于具有特定加邊概率的小世界神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，我們發(fā)現(xiàn)了一個反直覺現(xiàn)象，即神經(jīng)元之間的突觸傳輸越不可靠，小世界神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的同步越好