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两个非耦合Hindmarsh-Rose神经元同步的非线性特征研究

何岱海 吴 王莹 徐健学 靳伍银

两个非耦合Hindmarsh-Rose神经元同步的非线性特征研究

何岱海, 吴 王莹, 徐健学, 靳伍银
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-07-21
  • 修回日期:  2004-12-13
  • 刊出日期:  2005-07-07

两个非耦合Hindmarsh-Rose神经元同步的非线性特征研究

  • 1. (1)Department of Mathematics and Statistics,McMaster University,Hamilton L8S4K1,Canada; (2)西安交通大学航天航空学院,西安 710049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10432010)资助的课题.

摘要: 利用Hindmarsh-Rose(HR)神经元输出的膜电压作为刺激调整两个具有不同初始条件的非耦合HR神经元的电流输入,通过分析神经元放电峰峰间期(ISI)的分布揭示了两个神经元同步过程轨道演化的机理.在周期信号刺激下,两个具有相同参数原处于混沌状态的神经元可以 实现完全同步,且可以同步到不同于刺激信号频率的周期响应上;两个具有不同参数的神经 元可以实现相位同步,参数差别较小的两个神经元可以相位同步到与刺激信号不同频率的周 期响应上,参数差别较大的两个神经元只可能相位同步到与刺激信号相同频率的周期响应上 .混沌信号刺激两个神经元只可能同步到产生混沌信号神经元的放电模式上,可见混沌刺激 更有利于神经元信息编码与解码.分析两个被调整神经元系统的最大条件Lyapunov 指数(Lmc )与刺激强度k的关系表明当k达到某一阈值时两个系统的Lmc均为负值是两个系统实现同 步的必要条件.平均发放率相同的混沌刺激和周期刺激相比较混沌刺激更容易使两个神经元 实现同步,表明混沌刺激产生的效应更强,该结论与实验结果相符合.

English Abstract

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