神经信息处理机理及其应用

发布时间：2022-12-17 12:10

　　本文首先系统阐述了s空间神经编码理论,给出了衡量神经信息编码可行性的四个基本准则,定义了弹性有序的S空间基本概念与其可排序性的基本性质,提出了神经系统是在s空间中进行信息处理的观点。以三种神经元模型（H-H模型,FHN模型和Chay模型）为基础的计算机仿真实验证明：神经元的发放脉冲可以形成一个良序映射空间—圆映射,验证了神经元的发放脉冲序列完全可以应用符号动力学方法,转换到有序的符号空间—s空间去研究其编码规律的。最后通过系统分析感觉系统中的生理神经信息通路,以s空间理论为基础找到了神经系统中信息变换的基本单元,并解释了千变万化的回路是如何完成同一功能的机制一这种机制我们称之为“简并性”,采用计算机仿真实验讨论并证明了听觉系统处理多普勒信号的简并网络和嗅觉系统中的测气味浓度的简并网络,提出脑在神经元的最精细部分上的微观差别是巨大的情况下,简并性是解决神经系统多变性的最好的可能也是唯一的方法。 

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 研究意义和研究背景
    1.2 神经信息编码的国内外现状
        1.2.1 平均发放率编码
        1.2.2 时空编码理论
        1.2.3 现存编码理论小结
    1.3 S空间编码理论
        1.3.1 S空间的定义
        1.3.2 S空间的性质
        1.3.3 S空间的理论核心思想
    1.4 本文研究内容和章节安排
    1.5 本章小结
第二章 神经元模型
    2.1 神经元模型评价
    2.2 脉冲神经元模型
        2.2.1 累积发放模型
        2.2.2 Hodgkin-Huxley模型
        2.2.3 FitzHugh-Nagumo模型
        2.2.4 Hindmarsh-Rose模型
        2.2.5 Morris-Lecar模型
        2.2.6 Chay模型
    2.3 本章小结:脉冲神经元模型比较与评价
第三章 S空间编码的基石—神经元脉冲发放符合圆映射关系
    3.1 圆映射理论基础
        3.1.1 圆映射的符号动力学分析
    3.2 Hodgkin-Huxley model模型发放脉冲形成圆映射
        3.2.1 Hodgkin-Huxley model神经元模型
        3.2.2 H-H神经元模型圆映射仿真数据及分析
    3.3 FHN模型圆映射
    3.4 Chay模型圆映射
    3.5 本章小结
第四章 听觉系统处理多普勒信号的简并网络
    4.1 听觉系统生理机理
    4.2 基于H-H模型的单神经元回路多普勒信号处理机制
    4.3 基于FHN模型的单神经元回路多普勒信号处理机制
    4.4 基于Chay模型的单神经元回路多普勒信号处理机制
    4.5 听觉系统处理多普勒信号的的简并网络研究
        4.5.1 听觉系统的简并网络分析
        4.5.2 听觉系统的简并网络计算机仿真验证
        4.5.3 仿真数据分析及结论
    4.6 本章小结
第五章 嗅觉系统的简并网络
    5.1 嗅觉系统的S空间编码机理研究
        5.1.1 嗅感受器细胞发放规律
        5.1.2 单僧帽细胞测量气味浓度的仿真机理研究
    5.2 嗅觉的S空间简并网络分析
        5.2.1 嗅觉系统的简并网络
        5.2.2 嗅觉系统的简并性仿真实验
    5.3 本章小结
第六章 神经元中海量突触信号处理规律—可激发介质动力学分析
    6.1 研究背景
        6.1.1 海量突触信号传递问题的提出
        6.1.2 突触信号具有可激发介质传递特性
    6.2 Pr效应定义
    6.3 Pr效应的元胞自动机仿真实验证明
    6.4 本章小结
第七章 基于PCNN网络的视觉纹理图像分割
    7.1 PCNN网络模型
    7.2 PCNN用于纹理分割方法步骤
    7.3 实验数据分析
    7.4 本章小结
第八章 总结与展望
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]利用生物声纳中双耳多普勒效应探讨定量神经编码[J]. 钱鸣奇,覃曦,刘淑芳,张宏,童勤业.  中国生物医学工程学报. 2010(02)
[2]神经系统的简并性与序空间编码分析[J]. 张宏,刘淑芳,钱鸣奇,童勤业.  物理学报. 2009(10)
[3]用元胞自动机模型研究二维激发介质中的非线性波[J]. 张立升,邓敏艺,孔令江,刘慕仁,唐国宁.  物理学报. 2009(07)
[4]用元胞自动机模型研究二维激发介质中的行波[J]. 张立升,邓敏艺,孔令江,刘慕仁,唐国宁.  广西师范大学学报(自然科学版). 2009(02)
[5]海豚的神经系统是如何利用声波定方向的?[J]. 张宏,莫珏,童勤业.  生物物理学报. 2007(06)
[6]海豚等动物神经系统处理多普勒信号的一种可能性方案[J]. 张宏,方路平,童勤业.  物理学报. 2007(12)
[7]嗅感受细胞在不同气体浓度下的神经发放规律分析[J]. 郭宏记,童勤业.  浙江大学学报(工学版). 2006(05)
[8]嗅觉神经系统脉冲编码的机理研究[J]. 童勤业,钱鸣奇,李绪,郭宏记,韩晓鹏,李光,沈公羽.  中国科学E辑:信息科学. 2006(04)
[9]基于分形特征纹理图像分割方法[J]. 马时平,毕笃彦,黄文涛.  计算机应用. 2004(06)
[10]基于纹理基元的图象分割[J]. 张蓬,赵书斌,彭思龙.  中国图象图形学报. 2003(08)

硕士论文
[1]用元胞自动机模型研究二维激发介质中的非线性波[D]. 张立升.广西师范大学 2009



本文编号：3719905