耦合神经元系统的非线性动力学特性分析

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神经元是神经系统的基本单位,神经元之间通过多种方式进行连接,构成复杂的神经系统。耦合神经元系统存在丰富的动力学行为,不同的耦合方式和网络结构会影响耦合神经元系统的动力学行为,本文主要探讨不同网络结构下耦合神经元系统的动力学行为,通过数值模拟分析,研究耦合神经元系统的放电规律、分岔、同步等非线性动力学行为。本文的主要内容如下:第一部分通过化学突触,构建电磁感应下的ML耦合神经元系统,分别对不添加时滞与添加时滞的耦合系统的分岔特性和同步转迁进行分析。将两种情况下耦合系统的动力学行为进行对比,探讨了时滞对耦合系统分岔与同步的影响。在分岔分析中,发现时滞能够减少混沌放电并增强周期放电,使耦合系统更具周期性。在同步分析中,发现时滞可以抑制耦合系统的同步,使耦合系统达到同步所需要的耦合强度变大。第二部分以HR神经元为基础,构建非对称电突触HR耦合神经元系统,对系统的平衡点、稳定性、分岔等进行分析。并将非对称电突触HR耦合系统应用到网络中,建立双层环状非对称电突触HR耦合神经元系统,通过双参数分岔图以及单参数分岔图对系统的分岔特性进行分析。此后引入电磁激励,选取不同连接方式的双层环状非对称网络结构,进行双参数数值模拟分析,探究不同网络结构对耦合系统分岔特性的影响。此后选取比较稳定的非网络结构,通过不同参数下的双参数分岔图,对耦合系统的分岔特性进行分析,同时离散第三个参数,从多参数角度探讨耦合系统的分岔特性。并将两种情况下的分岔特性进行对比,探究电磁激励对耦合系统的影响。第三部分以HR神经元为基础,构建双层网格非对称电突触耦合系统,通过双参数分岔图、相图等,对系统动力学行为进行分析。此后添加电磁激励,通过不同参数下的双参数分岔图,对耦合系统的分岔特性进行分析。并将两种情况下的分岔特性进行对比,探究电磁激励对耦合系统的影响。第四部分以HR模型为基础,通过单层非对称网格网络,添加电磁感应、外周力以及选择条件,构建单层网格非对称电突触HR耦合神经元系统。以耦合系统中的不对称神经元作为靶波的刺激点,进行数值模拟,绘制靶波,分析在完整周期内的靶波传播过程,并探究了不同耦合强度对靶波传播的影响。
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