基于概率耦合神经元集群同步活动

发布时间：2020-07-10 11:59

【摘要】：神经元的同步放电活动是神经动力学研究的一个热点问题。在神经系统中,神经元之间是由突触连接的,神经元之间的突触作用具有可塑性,因此神经元之间的耦合强度并非是固定不变。神经系统中噪声是无处不在的,由于突触噪声的影响,神经元之间的耦合强度具有随机特性,本文研究概率耦合情形下神经元集群的同步放电动力学行为。本文首先介绍神经元活动的生物物理特性,分析神经元的基本结构以及信息传递过程,并详述神经元的突触结构以及突触可塑性。考虑到神经活动的振荡特性,将神经元模拟成神经振子,提出描述神经元集群活动的相位演化模型。引入平均数密度描述神经振子集群的整体活动特征,推导出平均数密度演化满足的Fokker-Planck方程。本研究介绍了不变耦合神经元集群的同步放电活动,数值分析结果表明,当无外部输入刺激时,神经振子集群放电模式表现为同步振荡,并随时间推移呈现出周期同步放电行为;神经阵子集群同步放电程度和刺激强度呈现正相关状态;但是刺激频率接近神经系统的特征频率时,神经振子集群表现为阵发性放电行为。最后,研究概率耦合神经元集群的同步放电活动,与不变耦合的数值结果对比分析表明,在相同的噪声强度和刺激强度的环境下,概率耦合神经阵子集群同步放电程度高。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q42;O175
【图文】：

第二章 基本理论物物理学概述生物组织一样，大脑是由细胞组成。在大脑中有一种细胞胞不做任何计算，但却可以为神经元活动提供支持，部分经递质，在神经元轴突周围区域上其他部分胶质细胞可以力学研究来说，神经元是最重要的细胞，人类大脑中大约元的生物解剖结构，一般包含胞体，树突，轴突，突触四基本解剖结构如图 2.1 所示。胞体包含细胞核，细胞核对细里可以进行蛋白质的合成，从而使细胞核成为细胞的中心突突触接收神经信息的，并且神经元的树突树结构是很精理超过 10000 个其他突触输入的神经信息。

第二章 基本理论一个快速的化学突触被激活时，我们可以观察到突触后电位的快。在这里，突触后仅仅意味着我们在突触的远端或输出端观察这输入部分称为突触前末端。当突触为兴奋性突触时，膜电位迅速恢复到静止状态，即发生了兴奋性突触后电位(EPSP)。相反，在细胞膜通常是瞬时超极化的，导致抑制性突触后电位(IPSP)。这s 是由兴奋性和抑制性突触后电流(EPSCs 和 IPSCs)引起的，并由电位活动触发。当动作电位传递到神经末梢时，离子通道会被打 ，允许2 aC 离子进入末端，也可能通过释放内部存储的2 aC 离子[34离子会促进神经递质的小泡与突触末梢的细胞膜的结合。在与细经递质就会从小泡中释放到突触间隙。然后，间隙中的神经递质受体结合，相关受体的离子通道就会被打开让细胞膜内外的离子流

合肥工业大学硕士学位论文析究外部刺激输入参数对神经系统中独立生物细胞动力学行为的建在不变耦合的作用下带有噪声的集群相位演化模型，用控制在噪声作用下同步动力学行为随相关参数变换而演变的过程，频率和实验外部输入频率强度关系不同时，探究实验参数如刺行为的影响[70]。记0p (t ) n ( , t)，其中 p (t )表示神经阵子集群电密度，本研究选取 00 。 的数值图形结果表明，神经振子集群在自发活动的情形下，在时步放电行为，随着时间的推移振荡逐步加强，最终趋于稳定的

【参考文献】

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本文编号：2748887