Pre-Botzinger复合体中耦合神经元簇同步模式及转迁的分岔分析

Pre-Botzinger复合体中兴奋性神经元节律性簇放电与呼吸节律的产生关系密切.泄漏电流对神经元簇放电具有重要的调节作用.本文利用双参数分岔分析和快慢变量分离等方法,研究了泄漏电流对耦合神经元簇同步模式及其转迁机制的影响.结果表明,在不同初始条件下,当泄漏电导改变时耦合神经元分别表现为同相“fold/homoclinic”型、“subHopf/homoclinic”型和反相“fold/fold cycle”型和“subHopf/fold cycle”型簇放电.本文的研究为进一步探索呼吸节律的产生机制提供了一些见解.     

耦合Pre-B?tzinger复合体中神经元的反相簇放电模式及同步研究

本文以pre-B?tzinger复合体中两个耦合兴奋性神经元为研究对象,分别研究了耦合神经元反相簇放电类型及其同步转迁.当钠电导参数在一定范围内变化时,耦合神经元分别表现为"sup-Hopf/fold cycle"型和"fold/fold cycle"型反相簇放电.通过计算耦合神经元的簇放电内的峰相位差,进而判定反相簇放电中的峰同步行为,并且研究了反相放电的类型与同步的关系.     

Pre-Btzinger中间神经元模型的动力学分析

通过对Pre-Btzinger复合体中兴奋性中间神经元模型的研究,从神经元动作电位和峰峰间距(ISIs)的角度考察了模型簇发放中所蕴含的动力学特性.通过对神经元膜电容、平衡电位以及离子通道电导系数等电生理参数的考察,得出了神经元动作电位ISIs序列的各种周期分岔现象,如:加周期分岔和倍周期分岔.通过模型结果可以进一步理解Pre-Btzinger复合体中兴奋性中间神经元簇发放的转化模式和编码特性,并为研究这些簇发放特性对呼吸节律的影响提供线索.     

耦合Hindmarsh-Rose神经元的同步放电模式及转迁

通过数值模拟和分岔分析,探究了具有不同放电模式的两电耦合Hindmarsh-Rose神经元的几乎完全同步,并研究了同步放电模式对单个个体的放电模式的依赖性.研究结果有助于我们更好地理解神经元放电模式转迁的动力学机理和生物学意义.     

耦合Pre-Botzinger复合体中神经元的反相簇放电模式及同步研究

本文以pre-B(o)tzinger复合体中两个耦合兴奋性神经元为研究对象,分别研究了耦合神经元反相簇放电类型及其同步转迁.当钠电导参数在一定范围内变化时,耦合神经元分别表现为“sup-Hopf/fold cycle”型和“fold/fold cycle”型反相簇放电.通过计算耦合神经元的簇放电内的峰相位差,进而判定反相簇放电中的峰同步行为,并且研究了反相放电的类型与同步的关系.     

耦合pre-B tzinger复合体神经元中混合簇放电的多时间尺度动力学分析

Pre-B tzinger复合体是新生哺乳动物呼吸节律起源的关键部位,是呼吸节律产生的中枢.本文以pre-B tzinger复合体中两个耦合的神经元为研究对象,并考虑钙离子动力学的耦合神经元模型.利用多时间尺度动力学、快慢尺度分解和分岔分析,研究混合簇同步放电模式及其产生机制,并研究了耦合神经元同相和反相簇放电类型及其同步转迁.结果表明钙离子的周期性波动对混合簇放电模式的产生有极大的影响,钙离子波动导致的时间尺度变化及分岔曲线相对位置的改变是混合簇放电产生的主要原因.本文的研究对认识pre-B tzinger中大规模网络的动力学有着重要的意义,为进一步探索呼吸节律的产生机制提供了一些有益的思考和见解.     

模块神经元网络中耦合时滞诱导的簇同步转迁

利用Courbage-Nekorkin-Vdovin神经元构建含有耦合时滞的模块神经元网络模型,通过数值模拟研究了耦合强度及耦合时滞对模块神经元网络簇同步放电特性的影响.研究结果表明,适当大的耦合强度可以诱导模块神经元网络达到簇同步.同时,研究发现耦合时滞可以诱导模块神经元网络出现簇同步转迁,且当时滞大小约为网络中所有神经元平均振荡周期的整数倍数时,模块神经元网络的簇同步现象能够间歇性出现.此外,研究结果表明时滞诱导的簇同步转迁对子网络内的耦合强度、子网络间的连接概率具有鲁棒性.     

耦合pre-Bötzinger复合体中放电模式的动力学分析

混合簇放电是实验中发现的一种特殊的放电活动,其特点是在每个周期内有两种或多种不同类型的短簇放电模式,涉及极为复杂的动力学特征.运用相平面分析、快慢分析、ISI(峰峰间期)分岔序列、单参数和双参数分岔分析等方法,探究了pre-B?tzinger复合体中钙激活的非特异性阳离子电导(gCAN)和SERCA泵(VSERCA)对...     

Pre-B(o)tzinger中间神经元模型的动力学分析

摘要通过对Pre - B(o)tzinger复合体中兴奋性中间神经元模型的研究,从神经元动作电位和峰峰间距(ISIs)的角度考察了模型簇发放中所蕴含的动力学特性.通过对神经元膜电容、平衡电位以及离子通道电导系数等电生理参数的考察,得出了神经元动作电位ISIs序列的各种周期分岔现象,如:加周期分岔和倍周期分岔.通过模型结...     

神经元周期放电模式的分岔

利用一种可以计算自治非线性系统周期解及周期的改进打靶法,求解了神经元电活动Rose—Hind-marsh（R-H）模型自发放电的周期解和周期;计算了周期放电的Floquet乘子并分析了周期解的分岔,如倍周期分岔,鞍-结分岔．研究结果有助于进一步理解神经放电模式转迁的动力学和生物学意义．     

两房室神经元模型的同步簇放电的动力学分析

研究一个具有电流反馈的两房室锥体神经元的簇放电动力学问题.首先,利用数值模拟研究了该神经元的树突和胞体两个房室之间的峰相位同步行为.其次,基于快慢动力学分析方法,给出了快子系统的双参数分岔曲线图,结果表明快子系统产生了3个余维-2分岔点,它们分别为fold-Hopf分岔点ZH、Cusp分岔点CP和Bogdanov-Takens分岔点BT.最后,根据这些余维-2分岔点确定系统存在着丰富的簇放电模式,如"fold/fold"型,"Hopf/Hopf"型,"Hopf/homoclinic"型以"fold/homoclinic"型簇振荡等,并分析研究了簇放电模式的产生以及它们之间相互转迁的动力学机理.本文的研究结果进一步表明了神经元的几何形态特性对于神经元放电模式多样性的重要影响.     

外加电流和磁流下前包钦格复合体神经元中混合簇放电的动力学分析

新生哺乳动物呼吸节律的产生与pre-Btzinger复合体中神经元的节律性放电密切相关.放电行为是神经系统中一种复杂的非线性现象,表现为多种模式.混合簇放电是实验观察到的一类放电模式,其产生涉及复杂的动力学机制.磁流和电流的引入对神经元的放电模式具有重要的调节作用.我们分别探索了磁流和电流对单个pre-Btzinger复合体神经元内混合簇放电模式的影响.通过快慢分解和双参数分岔分析,研究了磁流和电流对混合簇放电的产生及转迁的动力学机制.结果表明,磁流和刺激电流都能引起混合簇个数的增减性的多次变化,不同于其它簇放电在磁流和刺激电流的作用下引起混合簇个数的单调增加或减少的现象,该结果显示了节律变化现象的多样性.本研究结果有助于揭示和解释呼吸节律中复杂节律模式的动力学机制.     

兴奋性化学突触耦合的神经元的同步

基于动力系统的稳定性理论、数值计算分岔图和线性化系统的最大Lyapunov指数,研究了经兴奋性化学耦合的快峰神经元的同步动力学.研究表明,随着一些关键参数的改变,耦合神经元能呈现丰富的同步行为,如各种周期的同步和混沌的同步.研究结果对理解神经元系统的同步运动具有指导意义.     

ML神经元的放电模式及时滞对神经元同步的影响

研究了单个ML神经元的放电模式及其动力学特征．通过快慢动力学分析得出随着参数的变化,神经元可以呈现出静息态、簇放电及峰放电等多种放电模式．本文同时研究了耦合强度和时滞对突触耦合的两个神经元同步的影响．在无时滞时,随着耦合强度的增大,耦合神经元的在相同步得到增强．而在某段时滞范围内,神经元在比较小的耦合强度下就能达到同步,这说明有效的时滞能够增强同步．此外,时滞只能在某些耦合强度下才对耦合系统的同步起作用．     

应用Simulink模拟耦合神经元的同步活动

癫痫是一组由神经元异常放电所引起的短暂中枢神经系统功能异常为特征的慢性脑部疾病。其发病的原因正是由于神经元集体的异常同步放电行为所致。以FitzHugh-Nagumo神经元为例,使用simulink对耦合神经元的同步活动进行模拟,供相关研究人员进行研究。     

单向耦合FitzHugh-Nagumo神经元的滞后同步研究

本文提出一种新的研究思路,将两个单向耦合的FitzHugh-Nagumo神经元之间的滞后同步视为一种特殊的广义同步,通过辅助系统方法来获得滞后同步发生的条件.首先建立原响应系统的辅助系统,将原系统中驱动系统和响应系统的滞后同步问题转换为响应系统与辅助系统之间的误差系统原点稳定问题.通过拉普拉斯变换方法,将原本用微分方程表示的误差系统等效为Volterra积分方程表示,而后利用积分方程理论中的逐次逼近方法解析地得到原误差系统原点稳定性条件.本文给出的滞后同步判据与信号传送中的时间滞后量大小无关,数值模拟验证了本文提出判据的有效性.     

三个电耦合神经元系统同步分析和模拟

研究了三个线形和环形耦合HR神经元网络模型的同步行为.通过构造合适的Lyapunov函数和LMI方法,获得线性化偏差系统零解的全局渐近稳定性和全局指数稳定性,给出实现同步的相关判据.进一步地,环形耦合网络比线形耦合网络更容易同步.数值结果显示了我们结果的有效性.     

对称电耦合连接方式下的多尺度同步行为和转迁过程

本文研究了改进的ML神经元模型在环式和链式两种对称连接结构下的多尺度同步转迁过程.通过定义峰相位、簇相位、网络的平均峰频率差和平均簇频率差,发现随着耦合强度的增加,耦合神经元从互不相关到簇同步再到峰同步过渡,最后达到几乎完全同步.簇同步和峰同步属于相位同步的两种节律类型,对应慢时间尺度的簇同步通常先于对应快时间尺度的峰...     

起搏器影响下的耦合神经元之间的同步

讨论了起搏器对双向电耦合的Hindmarsh—Rose神经元之间同步行为的影响．结果表明，在适当的参数组合下，起搏器能够增强也能抑制两个全同神经元之间的完全同步，增强三个全同的神经元之间的完全同步；处于不同放电模式的三个非全同神经元，起搏器在足够大的控制强度下能够诱发相位同步、近似同步，当进一步考虑时滞后，起搏器神经元更容易诱发它们之间的这种同步行为．     

不同耦合类型的三维Hybrid神经元同步动力学

神经元网络的信息传递与多个神经元间的耦合同步密切相关.大量研究表明,神经元耦合系统的同步化问题是研究大脑处理信息的关键.本文基于三维混合神经元模型研究了神经元的复杂放电,该模型由Wilson模型的快子系统和H-R模型的慢子系统组成.该模型能够重现大脑皮层神经元一系列包括规则峰放电、快速峰放电和簇放电等神经动力学行为.本文基于三维混合神经元模型,探讨了三维混合神经元在电突触耦合、化学突触耦合和磁通耦合条件下的同步放电行为,模拟膜电位序列图、相位差图等探讨恒同及非恒同下耦合强度对神经元同步放电的影响.本研究将为人们进一步了解神经系统疾病的发病机制提供指导和帮助,并为神经科学领域提供可能的研究思路.