生物神经元是神经系统处理信号的功能单位,其具有感受外界刺激并产生、处理、传导和整合信号的能力。从实验的角度探索神经系统电活动诱发模态机理和神经元之间的协作具有一定程度的困难。因此可以通过建立相应的神经元模型和非线性电路来模拟生物神经元电活动的主要动力学特性。考虑到实际神经元对光和热等外界刺激信号有感知功能,本文采用热敏电阻和光电管作为感知元件探究连接非线性神经元功能性突触的重要意义;并基于感光神经元电路探究了神经元对多频信号输入和频率接收选择的重要机制。具体研究内容及结果包括:（1）构建对温度敏感的非线性神经元模型,并对其进行动力学特性的研究。基于混沌蔡氏电路来研究热敏电阻连接下的电压耦合,通过标准的尺度变换建立动力学方程,并进行有效的同步稳定性调控分析。基于热敏电阻连接的电压耦合可以调节非线性电路之间的同步稳定性。结果发现:当两个初始状态为混沌态的神经元耦合时系统可以实现完全同步;而当初始状态分别为混沌态和周期态的两个神经元耦合时不能实现完全同步,但可以实现粗略的相位同步。（2）采用光电管耦合两个二变量的Fitz Hugh-Nagumo（FHN）神经元电路,研究了影响神经系统同步动力学的因素。光电管作为电压源时可以通过调节光照强度来改变光电管的输出电压的大小,利用标准的尺度变换建立无量纲动力学系统方程并进行有效的动力学同步分析。研究发现:由于光驱动下光电管能量的注入与能量的调节和输运,处于混沌放电模式的神经元在具有合适耦合强度和较小的反向截止电压下可以实现相位锁定或相位同步。簇放电、尖峰放电和周期放电时耦合系统不能实现完全同步且相位同步的区间更加复杂。此外,具有较大反向截止电压的光电管所耦合的神经元很难实现同步及锁定。（3）光电管是典型的光探测器,因此可以基于感光神经元特有的感知功能研究视觉神经元对光信号的感知问题,研究其对外界光信号的过滤和筛选机制。采用已知的混沌Pikovskii-Rabinovich（PR）振荡电路的输出电压模拟外界实际输入信号,基于一定的滤波规则实现信号频率的选择并输入神经元电路。结果表明:不同频率刺激时神经元出现混沌放电和周期放电等多种状态。此外,研究了神经元系统参数对动力学的影响。