噪声环境下神经元集群的同步放电

宋 辞,焦贤发

(合肥工业大学 数学学院,安徽 合肥 230601)

大脑正常的认知功能与异常的神经激化都与神经振子同步放电密切相关[1]。近年来,越来越多的神经动力学研究人员关注耦合神经振子集群的振荡同步活动。文献[2]和文献[3]通过对数据进行分析,认为神经振子的振荡为神经细胞间信息编码、信息访问以及检索皮层编码等提供了基础,进一步证明了振荡是视神经细胞间的通讯形式。研究人员通过大量的实验证明,神经振子集群的同步振荡是神经振子在大脑的不同皮层间独特的信息整合机制,正常的生理活动与生理病症(如帕金森等)都是与神经元集群的同步振荡有关[4-5]。文献[6]和文献[7-8]将神经振子的振荡简化成极限环运动,而神经振子集群则模拟成相互耦合的神经振子组成的神经网络;为了便于模型的数学处理与分析,将神经振子的振幅和神经振子间的耦合强度定为常数;研究表明在弱噪声极限下,神经振子集群双稳态,刺激会使神经振子的平均振荡频率发生偏移。

当高等动物的感官(如眼睛、耳朵)受到刺激,大脑中的神经振子就会对刺激产生响应;神经振子通过对动作电位编码进行信息传递。文献[5]通过对猫的视觉皮层神经振子刺激实验,证实了刺激强度和刺激频率会影响神经振子集群的同步活动;文献[9]利用相位敏感函数建立了神经振子集群的动态演化模型,数值模拟表明，外部周期性刺激的强度和频率改变都会影响神经振子集群的同步放电模式。……