复杂脑网络神经系统的相同步研究
[Abstract]:The brain is the headquarters and information center that dominates human activities. The nervous system undertakes to feel external stimuli, produce, process, transmit and integrate signals, carry out advanced cognitive activities, and engage in motor control and other important functions. It is a new research method rising in recent years to study the message processing and transmission mechanism of brain network nervous system combined with the related theory of complex network. Through this research method, we can better understand and understand the cognitive behavior of brain neural network. The research shows that the real brain neural system network has obvious small world network characteristics. With the deepening of the research, it is found that the real brain neural system network also has the characteristics of scale-free network. In this paper, according to the theory of complex network, the small world nervous system network model and scale-free nervous system network model are established. The nodes of the network are defined as neurons, the HH neuron model is used to describe the dynamic system state of the network nodes, and the synchronization of the two kinds of complex network models of brain nervous system is studied. First of all, the basic knowledge of nervous system dynamics and the basic theory of complex network are introduced. Several mathematical models of nervous system dynamics commonly used in nervous system dynamics are described in detail, and three main research directions of nervous system dynamics, namely random resonance, coherent resonance and synchronous dynamics of nervous system, are introduced. Secondly, according to the HH neuron model in the mathematical model of nervous system dynamics, the WS small-world nervous system network is constructed based on the complex network theory, and the synchronization of the network model is studied. The phase of the network node of the small world God system is defined by the analytical signal approximation method. The membrane voltage of the neuron is taken as the state variable of the system, and the phase synchronization state of the network is judged by calculating the average frequency of the network. The numerical simulation is carried out by matlab, and the simulation image is analyzed. It is concluded that the phase synchronization of small world neural network is closely related to the coupling degree and reconnection probability of the network. Then, combining the complex network theory with the HH neuron model in the mathematical model of nervous system dynamics, the BA scale-free neural network is constructed, and the synchronization of the network model is studied. The simulation results in matlab environment show that when the coupling strength exceeds the critical coupling strength, the synchronization phenomenon will occur in the network. In the process of constructing the scale-free nervous system network, the synchronization performance of the network is determined by the number of edges connected to the existing nodes with each neuron node added, and the larger the m, the better the synchronization performance of the network.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:R318
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