FS神经元和皮层—丘脑网络的模型分析

发布时间：2017-11-06 20:29

  本文关键词：FS神经元和皮层—丘脑网络的模型分析

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【摘要】：大脑是自然界中最为复杂的系统之一，通常会表现出非常丰富的时空动力学特征。本文通过数值分析的方法，由单个的神经元模型出发，，研究ISI倍周期分岔的动力学特性，并在此基础上，建立了与实际结构相吻合的皮层-丘脑神经回路，并运用仿真模型实现了睡眠-清醒状态的转换，对神经元模型的放电模式和各种周期分岔现象有了更进一步的认识。 通过MATLAB软件进行计算机模拟仿真的手段，考察了FS（皮层快速发放）中间神经元模型中所具有的动力学特性。在数值分析钠离子通道参数改变的情况下，皮层中间神经元的发放模式以及不同发放模式之间存在着转移，并通过峰峰间距(InterSpikeIntervals, ISIs)序列展示了不同发放模式转移过程中出现的各种周期分岔现象。结果展现了丰富的动力学特性：随着钠通道参数的改变，出现了明显的倍周期分岔和逆倍周期分岔现象，并且最终发放模型从分岔模式回归到周期1簇的放电模式。由钠通道门变量m的三维分岔图得出，随着gd的增加，不同分岔图之间出现相似性，具有延缓特性。通过VS2010软件，分四个结构层建立了皮层-丘脑网络模型，阐述了皮层-丘脑环路的放电机制，模拟了细胞群的放电活动。对皮层-丘脑回路进行了计算机仿真，并基于此模型仿真了慢睡眠时期脑的放电活动，通过仿真模型实现了睡眠-清醒状态的转换。 通过仿真模型模拟大脑中单个神经元的发放，进一步提炼发放的规律，是对大脑单个神经元运动理论研究的初步，进而扩展到网络，并且将多个结构层的神经细胞连接起来，可以对大脑作功能分析。对网络模型的数值结果与实际实验结果比对，再从网络中找出模型的特性是我们更深层次需要作的工作。 本文数值计算采用VS2010和MATLAB软件，并利用ORIGIN对部分数据进行了处理，仿真结果真实可靠。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.9;R338

【参考文献】

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本文编号：1149283