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通过自适应消失反馈抑制耦合振荡器群的同步性。 (英语) Zbl 1323.34072号

摘要:集体模式的同步和出现是一种普遍现象,经常在各种性质的耦合自持振子的系综中观察到。在某些情况下,尤其是在神经系统疾病的情况下,活性介质的这种状态是不可取的。通过特殊设计的刺激来破坏这种状态是一个具有高度临床相关性的挑战。通常,外部作用对系综的精确影响是未知的,因为无法获得振荡器及其相互作用的微观描述。我们表明,在系统重要特性存在很大不确定性的情况下,仍有可能实现去同步;这可以通过具有附加的参数自适应的反馈回路来实现。自适应还确保了具有非平稳、时变参数的信号群的去同步。我们对反馈控制系统进行了稳定性分析,并证明了几个模型(包括尖峰神经元和突发神经元)的同步性有效破坏。{
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34D06型 常微分方程解的同步
34立方厘米 常微分方程的非线性振荡和耦合振荡
34C60个 常微分方程模型的定性研究与仿真
92立方厘米20 神经生物学
34D20型 常微分方程解的稳定性
93B52号 反馈控制
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参考文献:

[1] Pikovsky,A.S。;Rosenblum,M.G。;Kurths,J.,《同步:非线性科学中的一个普遍概念》(2001)·Zbl 0993.37002号
[2] Mosekilde,E。;Postnov,D。;Maistreko,Y.,《混沌同步:生命系统的应用》(2002年)·Zbl 0999.37022号
[3] Strogatz,S.H.,《同步:自发秩序的新兴科学》(2003)
[4] Balanov,A。;Janson,N。;Postnov博士。;Sosnovtseva,O.,《同步:从简单到复杂》(2009)·Zbl 1163.34001号
[5] D.孜然。;Unsworth,C.P.,《大脑神经元同步性研究中Kuramoto模型的推广》,Physica D,226181-196(2007)·Zbl 1120.34024号 ·doi:10.1016/j.physd.2006.12.004
[6] Tass,P.A.,《医学和生物学中的阶段重置:随机建模和数据分析》(1999年)·Zbl 0935.92014号
[7] Milton,J。;Jung,P.,癫痫作为一种动力性疾病(2003年)·Zbl 1058.92027号
[8] Buzsáki,G。;Draguhn,A.,皮层网络中的神经元振荡,科学,304,1926-1929(2004)·doi:10.1212/science.1099745
[9] 巴蒂斯塔,C.A.S。;Lopes,S.R。;Viana,R.L。;Batista,A.M.,无标度神经网络中突发同步的延迟反馈控制,神经网络,23114-124(2010)·doi:10.1016/j.neunet.2009.08.005
[10] Chkhenkeli,S.A.,公牛。格鲁吉亚学院。科学。,90, 406-411 (1978)
[11] Chkhenkeli,S.A.公司。;米尔顿,J。;Jung,P.,《直接脑深部刺激:癫痫作为一种动态疾病中癫痫发作反馈控制的第一步》,249-261(2003)
[12] Benabid,A.L。;波拉克,P。;Gervason,C。;霍夫曼,D。;高博士。;霍梅尔,M。;佩雷特,J.E。;de Rougemont,J.,慢性刺激丘脑腹中间核对震颤的长期抑制,《柳叶刀》,337403-406(1991)·doi:10.1016/0140-6736(91)91175-T
[13] Kringelbach,M.L。;詹金森,N。;欧文,S.L.F。;阿齐兹,T.Z.,《大脑深层刺激的转换原理》,《神经科学自然评论》。,8, 623-635 (2007) ·doi:10.1038/nrn2196
[14] Bronstein,J.M。;塔利亚蒂,M。;奥尔特曼,R.L。;洛扎诺,A.M。;沃克曼,J。;斯特凡尼,A。;Horak,F.B。;奥肯,M.S。;Foote,K.D。;克拉克,P。;巴瓦·R。;亨德森,J.M。;马里兰州哈里兹。;巴凯,R.A。;Rezai,A。;马克斯,W.I.Jr。;莫罗,E。;维泰克,J.L。;韦弗,F.M。;毛重,R.E。;DeLong,M.R.,《深层脑刺激治疗帕金森病:专家共识和关键问题综述》,Arch。神经生理学。,68, 165 (2011) ·doi:10.1001/archneural.2010.260
[15] C.哈蒙德。;R.阿马利。;Bioulac,B。;Garcia,L.,脑深部刺激作用机制的最新观点,Mov Disord。,23, 2111-2121 (2008) ·doi:10.1002/mds.22120
[16] Rosin,B。;斯洛文尼亚,M。;米特尔曼,R。;Rivlin-Etzion,M。;Haber,S.N。;以色列,Z。;瓦亚迪,E。;Bergman,H.,《闭合回路脑深部刺激在改善帕金森综合征方面的优势》,《神经元》,72,370-384(2011)·doi:10.1016/j.neuron.2011.08.023
[17] A.贝雷尼。;贝卢西奥,M。;毛,D。;Buzsáki,G.,《通过经颅电刺激对癫痫进行闭环控制》,《科学》,337735-737(2012)·doi:10.1126/science.1223154
[18] Tass,P.A.,一种通过按需控制的神经亚群协调重置来实现大脑深层刺激去同步化的模型,Biol。赛博。,89, 81-88 (2003) ·Zbl 1084.92009年 ·doi:10.1007/s00422-003-0425-7
[19] Lysyansky,B。;波波维奇,O.V。;Tass,P.A.,《m:n ON-OFF协调复位刺激的去同步反共振效应》,《神经工程杂志》,第8036019页(2011年)·doi:10.1088/1741-2560/8/3/36019
[20] Rosenblum,M.G。;Pikovsky,A.S.,控制全局耦合振荡器群中的同步,物理学。修订稿。,92, 114102 (2004) ·doi:10.1103/PhysRevLett.92.114102
[21] Rosenblum,M.G。;Pikovsky,A.S.,《集体同步的延迟反馈控制:抑制病理性脑节律的方法》,Phys。版本E,70,041904(2004)·doi:10.1103/PhysRevE.70.041904
[22] 波波维奇,O.V。;Hauptmann,C。;Tass,P.A.,通过非线性延迟反馈控制神经元同步,生物。赛博。,95, 69-85 (2006) ·Zbl 1169.93338号 ·doi:10.1007/s00422-006-0066-8
[23] Tukhlina,N。;Rosenblum,M.G。;Pikovsky,A.S。;Kurths,J.,消失刺激对神经同步性的反馈抑制,Phys。版本E,75,011918(2007)·doi:10.1103/PhysRevE.75.011918
[24] 皮拉加斯,K。;波波维奇,O.V。;Tass,P.A.,用单独的刺激注册设置控制振荡网络中的同步,Europhys。莱特。,804002(2007年)·doi:10.1209/0295-5075/80/40002
[25] 波波维奇,O.V。;Hauptmann,C。;Tass,P.A.,非线性延迟反馈对同步振荡器的影响,生物学杂志。物理。,34367-379(2008年)·doi:10.1007/s10867-008-9068-1
[26] 小林,Y。;Kori,H.,通过非线性全局反馈实现振荡介质中多簇和去同步状态的设计原理,新J.物理学。,11, 033018 (2009) ·doi:10.1088/1367-2630/11/3/033018
[27] 罗,M。;吴,Y。;Peng,J.,Washout滤波器辅助的全局耦合神经振荡器集成中的平均场反馈去同步,Biol。赛博。,101, 241-246 (2009) ·Zbl 1266.92031号 ·doi:10.1007/s00422-009-0334-5
[28] 波波维奇,O.V。;Tass,P.A.,通过混合非线性延迟反馈对相互作用振荡系综的同步控制,Phys。版本E,82026204(2010)·doi:10.10103/物理版本E.82.026204
[29] 罗,M。;Xu,J.,利用洗脱滤波器辅助反馈抑制神经组系统中的集体同步,神经网络,24538-543(2011)·doi:10.1016/j.neunet.2011.02.008
[30] 弗兰西,A。;Chaillet,A。;Pasillas-Lépine,W.,平均场反馈下耦合Kuramoto振荡器锁相的存在性和鲁棒性,Automatica,471193-1202(2011)·兹比尔1235.93025 ·doi:10.1016/j.automatica.2011.03.003
[31] 弗兰西,A。;Chaillet,A。;潘特利,E。;Lamnabhi Lagarrigue,F.,通过标量平均场反馈对Kuramoto振荡器的去同步和抑制,数学。控制、信号、系统。,24, 169-217 (2012) ·Zbl 1238.93035号 ·doi:10.1007/s00498-011-0072-9
[32] Hauptmann,C。;波波维奇,O.V。;Tass,P.A.,通过多站点延迟反馈刺激实现振荡网络的按需控制去同步,计算。可视化科学。,10, 71-78 (2007) ·doi:10.1007/s00791-006-0034-9
[33] Omel’chenko,O.E。;Hauptmann,C。;于迈斯特里科。法律。;Tass,P.A.,多站点延迟反馈刺激下全局耦合相位振荡器的集体动力学,Physica D,237365-384(2008)·Zbl 1154.34018号 ·doi:10.1016/j.physd.2007.09.019
[34] 郭毅。;Rubin,J.E.,生物物理网络模型中丘脑底核的多侧面刺激减少丘脑皮层中继错误,神经网络,24,602-616(2011)·doi:10.1016/j.neunet.2011.03.010
[35] Rosenblum,M.G。;Tukhlina,N。;Pikovsky,A.S。;Cimponeriu,L.,神经元群集体节律活动的延迟反馈抑制,国际分叉混沌应用杂志。科学。工程,1989-1999(2006)·Zbl 1154.92307号 ·doi:10.1142/S0218127406015842
[36] Tukhlina,N。;Rosenblum,M.G.,通过消失刺激抑制两个相互作用群体的神经同步性反馈,J.Biol。物理。,34, 301-314 (2008) ·doi:10.1007/s10867-008-9081-4
[37] Ott,E。;Antonsen,Th.M.,全局耦合振子大系统的低维行为,混沌,18037113(2008)·Zbl 1309.34058号 ·doi:10.1063/1.2930766
[38] Ott,E。;Antonsen,Th.M.,相位振荡器系统的长时间演化,混沌,19023117(2009)·Zbl 1309.34059号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.3136851
[39] 希科拉,S。;Hövel,P。;Wünsche,H.-J。;Schöll,E。;Henneberger,F.,半导体激光器中不稳定稳态的全光学无创控制,Phys。修订稿。,97, 213902 (2006) ·doi:10.1103/PhysRevLett.97.213902
[40] Kaloust,J。;Qu,Z.,具有未知时变控制方向的非线性不确定系统的鲁棒控制设计,IEEE Trans。自动。控制,42,393-399(1997)·Zbl 0870.93020号 ·数字对象标识代码:10.1109/9.557583
[41] Xu,J.X。;Yan,R.,没有控制方向先验知识的迭代学习控制设计,Automatica,401803-1809(2004)·Zbl 1067.93031号 ·doi:10.1016/j.automatica.2004.05.010
[42] Kaloust,J。;Qu,Z.,无控制方向先验知识的非线性不确定系统的连续鲁棒控制设计,IEEE Trans。自动。控制,40276-282(1995)·Zbl 0825.93606号 ·数字对象标识代码:10.1109/9.341792
[43] Ge,S.S。;杨,C。;Lee,T.H.,一类控制方向未知的非线性严格反馈离散时间系统的自适应鲁棒控制,系统。控制信函。,57, 888-895 (2008) ·Zbl 1149.93319号 ·doi:10.1016/j.sysconle.2008.04.006
[44] 刘,L。;黄,J.,控制方向未知的下三角系统的全局鲁棒输出调节,Automatica,441278-1284(2008)·Zbl 1283.93101号 ·doi:10.1016/j.automatica.2007.09.014
[45] 温,Y。;Ren,X.,控制方向未知的非线性时变时滞系统的基于神经网络的自适应控制,IEEE Trans。神经网络。,22, 1599-1612 (2011) ·doi:10.1109/TNN.2011.265222
[46] 巴托里尼,G。;Pisano,A。;Usai,E.,关于控制方向不确定非线性系统的二阶滑模控制,Automatica,452982-2985(2009)·Zbl 1192.93024号 ·doi:10.1016/j.automatica.2009.09.018
[48] Oliveira,T.R。;Peixoto,A.J。;Hsu,L.,通过切换和监控函数实现控制方向未知的不确定多变量非线性系统的滑模控制,IEEE Trans。自动。控制。,55, 1028-1034 (2010) ·Zbl 1368.93088号 ·doi:10.1109/TAC.2010.2041986
[49] Pikovsky,A。;Ruffo,S.,相互作用振荡器群体中的有限尺寸效应,Phys。E版,59,1633(1999)·doi:10.1103/PhysRevE.59.1633
[50] 哈利勒,香港,非线性控制系统(2002)·Zbl 1003.34002号
[51] Selivanov,A.A。;Lehnert,J。;Dahms,T。;Hövel,P。;弗拉德科夫,A.L。;Schöll,E.,Stuart-Landau振荡器延迟耦合网络中的自适应同步,物理学。E版,85,016201(2012)·doi:10.1103/PhysRevE.85.016201
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