基于抑制性突触可塑性的神经网络兴奋性与抑制性平衡及信息传输

发布时间：2021-01-02 18:20

　　皮层神经元的兴奋性与抑制性平衡在维持脑神经网络的正常电活动和实现其正常生理功能方面具有至关重要的作用;癫痫和帕金森等神经疾病的产生与神经系统的兴奋性与抑制性失衡密切相关。不同脑区间的神经信息传输是大脑各个脑区互相协作完成各种高级认知功能的基础。因此,神经网络的兴奋性与抑制性平衡及其信息传输机制的研究对理解神经电活动、大脑的高级认知功能及脑疾病的发作机制具有重要意义。已有兴奋性与抑制性平衡研究主要为同构神经网络的兴奋性与抑制性平衡,而实际的脑神经网络结构具有异构性,并且这种异构性对兴奋性与抑制性平衡具有重要影响,因此异构神经网络的兴奋性与抑制性平衡机制仍有待进一步的研究。神经信息传输性能受网络活动状态的影响,而网络活动状态又受兴奋性与抑制性平衡的影响,所以兴奋性与抑制性反馈的平衡状态对神经信息传输具有重要影响。已有相关研究主要集中于前馈神经网络层间反馈连接对信息传输的影响上,层内兴奋性与抑制性反馈连接及二者的平衡对前馈神经网络信息传输性能调控机制的研究仍然是欠缺的。因此,本文分别构建同构与异构的反馈神经网络模型和前馈神经网络模型,重点研究基于抑制性突触可塑性的异构反馈神经网络的兴奋性与抑... 

【文章来源】：天津医科大学天津市 211工程院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

同构神经网络（左）与异构神经网络（右）的入度分布

医科大学硕士学位论文 第一章大量数据显示真实的生物神经系统具有层级化和模块化的结构，比如和线虫的神经系统[43]。在这种模块化结构下，即使是简单的任务也需区之间进行连续的交互作用[44, 45]。这也决定神经信息是逐层前馈传输神经网络具有分层结构，一层神经元通过汇聚-发散的突触连接方式与经元相连接，并传输放电活动。其拓扑结构如图 1.2 所示[46]，包括一个sensory layer）和后面的传输层（transmission layers）。它能够简洁而有神经系统中的信息传输，因此目前信息传输方面的研究多采用前馈神研究对象。

(A) (B)图2.1 网络的入度分布图。(A) 随机网络的入度分布[67]；(B) 无标度网络的入度分布[68]。ExcitatoryNeuronsInhibitoryNeuronsue(t)ISPui(t)图 2.2 反馈神经网络模型结构图在本研究中，当构建同构神经网络时，网络模型的具体参数意义与数值如表 2.1 所示，网络中的神经元按照表中连接概率随机连接[69]；当构建异构神经网

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于抑制性突触可塑性的反馈神经回路兴奋性与抑制性动态平衡[J]. 王美丽,王俊松.  物理学报. 2015(10)

博士论文
[1]复杂神经系统中信息传输及信息处理的若干问题研究[D]. 郭大庆.电子科技大学 2011

硕士论文
[1]基于突触可塑性的兴奋性—抑制性平衡及放电率自稳态机制研究[D]. 王美丽.天津医科大学 2015



本文编号：2953405