神经元模型的分岔分析与控制
[Abstract]:The nervous system is a network that controls and regulates all the physical processes of our body. The breakdown of nervous system control and regulation can lead to abnormalities and confusion of underlying physiological mechanisms, leading to many neurological diseases, such as epilepsy, Alzheimer's disease, Parkinson's disease and schizophrenia. From the point of view of nonlinear dynamical system, these diseases can be thought to be caused by the bifurcation induced by the change of the value of one or more regulating parameters of the related nonlinear equations describing the neuronal system. Therefore, further research on the generation and control of bifurcation has potential applications in the diagnosis and treatment of these dynamic diseases. Dynamic state feedback controller based on Washout filter has been applied to many nonlinear dynamic models. In this paper, Morris-Lecar (ML) model is taken as the research object. The mechanism of bifurcation is analyzed by nonlinear dynamics theory and method, and the bifurcation is controlled by Washout filter. The controller consists of a linear term and a nonlinear term. It is shown that the linear term of the controller determines the position of the Hopf bifurcation point and avoids the occurrence of the bifurcation point in certain applied current regions. The nonlinear term can adjust the stability of Hopf bifurcation point. Then the relationship between applied current, linear control gain, nonlinear control gain and the reciprocal of filter time constant is analyzed. Through these relationships, we can select the appropriate parameter values to achieve our control objectives. This paper also analyzes the relationship between the controllable parameters of the neuron system and the applied current. By adjusting the parameters of the controllable parameters without adding any control, we can change the position of the Hopf bifurcation point and even the excitation type of the neuron. Compared with adding a controller to change these characteristics, this method does not complicate the system by increasing the dimension of the system. The results of above analysis and control are helpful to reveal the pathogenic mechanism of some neurological diseases, and provide certain theoretical support for the prevention and treatment of these neurological diseases, and have certain guiding significance in clinical application.
【学位授予单位】:长江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O231
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本文编号:2228034
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