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具有阿尔法稳定Lévy噪声的耦合HR神经元中的相干共振嵌合体。 (英语) Zbl 07531164号

小结:在本文中,我们研究了在小世界模式下,加上α稳定Lévy噪声后,相同Hindmarsh-Rose神经元网络的集体动力学行为。根据每个神经元的放电模式,我们将神经元网络区分为神经元的尖峰状态、突发状态和尖峰-突发状态共存,同时具有尖峰放电模式和突发放电模式。此外,还提出了脉冲强度来识别系统的发射状态。此外,观察到一个有趣的现象,即系统在时间上呈现相干共振,在空间上呈现嵌合体状态,即相干共振嵌合体(CRC)。此外,我们还研究了α稳定Lévy噪声(噪声强度和稳定参数)和小世界网络(重接概率)对尖峰爆发状态和CRC的影响。我们发现α稳定噪声的稳定参数和噪声强度在决定系统的CRC和尖峰爆发状态中起着关键作用。

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82至XX 统计力学,物质结构
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Hindmarsh,J.L。;Rose,R.M.,使用三个耦合的一阶微分方程的神经元爆发模型,Proc。R.Soc.B,22187-102(1984)·doi:10.1098/rspb.184.0024
[2] Hizanidis,J。;卡纳斯,V.G。;Bezerianos,A。;Bountis,T.,非局部耦合Hindmarsh-Rose神经元模型网络中的Chimera状态,《国际分叉混沌》,24,1450030(2014)·Zbl 1296.34132号 ·doi:10.1142/s0218127414500308
[3] Han,B。;Z.Yunzhen。;刘伟。;伯承,B.,忆阻-突触耦合忆阻神经元网络:同步过渡和嵌合体的发生,非线性动力学。,100, 937-950 (2020) ·Zbl 1434.92015年 ·doi:10.1007/s11071-020-05529-2
[4] Hou,Z。;马,J。;詹,X。;Yang,L。;Jia,Y.,估计去极化场下神经元的电活动,混沌孤子分形,142(2021)·doi:10.1016/j.chaos.2020.110522
[5] 刘,Q。;Xu,Y。;李毅。;Kurths,J。;Liu,X.,不可压缩流中具有立方或自由间隙非线性的气动弹性机翼模型的固定间隔平滑,机械学报。罪。,37, 1168-1182 (2021) ·doi:10.1007/s10409-021-01091-1
[6] 张,X。;Xu,Y。;刘,Q。;Kurths,J。;Grebogi,C.,有色噪声驱动热声系统中的速率相关分岔回避,非线性动力学。,104, 2733-2743 (2021) ·doi:10.1007/s11071-021-06368-5
[7] 李毅。;梅,R。;Xu,Y。;Kurths,J。;Duan,J。;Metzler,R.,《具有位置依赖扩散系数的受限通道中的粒子动力学和传输增强》,《新物理学杂志》。,22 (2020) ·doi:10.1088/1367-2630/ab81b9
[8] 李毅。;Xu,Y。;Kurths,J。;Duan,J.,线性-立方势中相关空间随机扰动对首次穿越时间的影响,混沌,29(2019)·Zbl 1425.34077号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.5116626
[9] 张,X。;Xu,Y。;刘,Q。;Kurths,J.,《有色噪声热声系统中的速率依赖性倾翻延迟现象》,《科学》。中国:Technol。科学。,63, 2315-2327 (2020) ·数字对象标识代码:10.1007/s11431-020-1589-x
[10] 马,J。;Xu,Y。;徐伟(Xu,W.)。;李毅。;Kurths,J.,通过高斯白噪声和周期力减缓临界跃迁,科学。中国:Technol。科学。,62, 2144-2152 (2019) ·doi:10.1007/s11431-019-9557-2
[11] Xu,Y。;梅,R。;李毅。;Kurths,J.,《有色噪声驱动的受限棘轮中的粒子传输》,443-456(2017),柏林:施普林格出版社,柏林·兹比尔1442.82037
[12] Pikovsky,A.S。;Kurths,J.,噪声驱动可激发系统中的相干共振,Phys。修订稿。,78775(1997年)·Zbl 0961.70506号 ·doi:10.1103/physrevlett.78.775
[13] 塞梅诺娃,N。;Zakharova,A.,《弱复用诱导相干共振》,《混沌》,28(2018)·doi:10.1063/1.5037584
[14] 安德列夫,A.V。;马卡洛夫,V.V。;Runnova,A.E。;Pisarick,A.N。;Hramov,A.E.,受激神经元网络中的相干共振,混沌孤子分形,106,80-85(2018)·doi:10.1016/j.chaos.2017.11.017
[15] Wang,Z。;Xu,Y。;Yang,H.,Lévy噪声在FHN模型中诱导的随机共振,科学。中国:Technol。科学。,59, 371-375 (2016) ·文件编号:10.1007/s11431-015-6001-2
[16] 梅,R。;Xu,Y。;李毅。;Kurths,J.,《三腔随机共振的表征》,Phil.Trans。R.Soc.A,379,20200230(2021)·doi:10.1098/rsta.2020.2030
[17] 郭,D。;Perc,M。;Zhang,Y。;徐,P。;Yao,D.,《神经系统中频率差相关随机共振》,《物理学》。E版,96(2017)·doi:10.1103/physreve.96.022415
[18] Xu,Y。;郭毅。;Ren,G。;马,J.,热敏神经元的动力学和随机共振,应用。数学。计算。,385 (2020) ·Zbl 1508.92042号 ·doi:10.1016/j.amc.2020.125427
[19] Benzi,R。;Sutera,A。;Vulpini,A.,《随机共振机制》,J.Phys。A: 数学。Gen.,14,L453(1981)·doi:10.1088/0305-4470/14/11/006
[20] 李毅。;Xu,Y。;Kurths,J。;Yue,X.,Lévy-噪声诱导的粗略三重势输运,Phys。E版,94(2016)·doi:10.1103/physreve.94.042222
[21] 马,J。;Xu,Y。;李毅。;田·R。;马,S。;Kurths,J.,量化非对称Lévy-noise-induced critical transition的不安全状态的参数依赖流域,Appl。数学。机械。,42, 65-84 (2021) ·Zbl 1485.37049号 ·doi:10.1007/s10483-021-2672-8
[22] Wang,Z。;Xu,Y。;李毅。;Kurths,J.,具有α-稳定噪声的FHN模型中脉冲间隔的概率密度函数,《欧洲物理学》。J.Plus,136,1-14(2021)·doi:10.1140/epjp/s13360-021-01245-x
[23] Zan,W。;Xu,Y。;梅茨勒,R。;Kurths,J.,通过路径积分方法求解具有组合参数高斯和莱维白噪声的随机微分方程的第一道问题,J.Comput。物理。,435 (2021) ·Zbl 07503736号 ·doi:10.1016/j.jcp.2021.110264
[24] Kuramoto,Y。;Battogtokh,D.,非局域耦合相位振荡器中相干与非相干共存,非线性现象。复杂系统。,5, 380-385 (2002)
[25] 艾布拉姆斯,D.M。;Strogatz,S.H.,耦合振荡器的Chimera态,物理学。修订稿。,93 (2004) ·doi:10.1103/physrevlett.93.174102
[26] Nkomo,S。;Tinsley,M.R。;Showalter,K.,非局部耦合化学振荡器种群中的奇美拉状态,Phys。修订稿。,110 (2013) ·doi:10.1103/physrevlett.110.244102
[27] Wang,Z。;Xu,Y。;李毅。;Kapitaniak,T。;Kurths,J.,带α稳定噪声的耦合Hindmarsh-Rose神经元的Chimera状态,混沌孤子分形,148(2021)·Zbl 1485.34108号 ·doi:10.1016/j.chaos.2021.110976
[28] 塞梅诺娃,N。;扎哈罗娃,A。;阿尼什琴科,V。;Schöll,E.,可兴奋元素网络中的相干共振嵌合体,Phys。修订稿。,117 (2016) ·doi:10.1103/physrevlett.117.014102
[29] 马滕斯,E.A。;瑟图帕利,S。;Fourière,A。;Hallatschek,O.,《机械振荡器网络中的奇梅拉状态》,Proc。美国国家科学院。科学。美国,110,10563-10567(2013)·doi:10.1073/pnas.1302880110
[30] 英国维尔玛。;Ambika,G.,两层网络中外部因素诱导的振幅嵌合体和嵌合体死亡,混沌,30(2020)·Zbl 1437.34047号 ·数字对象标识代码:10.1063/5.0002457
[31] 扎哈罗娃,A。;卡佩勒,M。;Schöll,E.,《奇美拉死亡:动力学网络中的对称破缺》,《物理学》。修订稿。,112 (2014) ·doi:10.10103/physrevlett.112.154101
[32] Kapitaniak,T。;库兹马,P。;Wojewoda,J。;Czolczynski,K。;Maisterko,Y.,耦合摆的不完全嵌合体状态,科学。众议员,46379(2014)·doi:10.1038/srep06379
[33] 贝拉,B.K。;Ghosh,D。;Banerjee,T.,局部突触梯度耦合诱导的不完全旅行嵌合体状态,Phys。E版,94(2016)·doi:10.1103/physreve.94.012215
[34] 苏达,Y。;Okuda,K.,《呼吸嵌合体状态第二相干区域的出现》,Phys。E版,101(2020)·doi:10.1103/physreve.101.062203
[35] 北卡罗来纳州Rattenborg。;Amlaner,C.J。;利马,S.L.,《单半球睡眠的行为、神经生理学和进化观点》,《神经科学》。生物行为学。修订版,24817-842(2000)·doi:10.1016/s0149-7634(00)00039-7
[36] 北卡罗来纳州Rattenborg。;沃林,B。;克鲁兹,S.M。;Ryan,T。;德尔奥莫,G。;利普,惠普;Wikelski,M。;Vyssotski,A.L.,《鸟类在飞行途中睡觉的证据》,美国国家通讯社。,7, 1-9 (2016) ·doi:10.1038/ncomms12468
[37] 马吉,S。;贝拉,B.K。;Ghosh,D。;Perc,M.,《神经元网络中的奇美拉状态:综述》,Phys。《生活评论》,第28期,第100-121页(2019年)·doi:10.1016/j.plrev.2018.09.003
[38] 扎哈罗娃,A。;塞梅诺娃,N。;阿尼什琴科,V。;Schöll,E.,相干共振嵌合体的时间延迟反馈控制,混沌,27(2017)·Zbl 1390.34163号 ·doi:10.1063/1.5008385
[39] Xu,Y。;卢,L。;Ge,M。;Jia,Y.,时间相关噪声对FitzHugh-Nagumo神经元相干共振嵌合体的影响,《欧洲物理学》。J.B,92,1-10(2019)·doi:10.1140/epjb/e2019-100413-0
[40] Watts,D.J。;Strogatz,S.H.,“小世界”网络的集体动态,《自然》,393,440-442(1998)·兹比尔1368.05139 ·doi:10.1038/30918
[41] Wang,Z。;Xu,Y。;李毅。;Kurths,J.,空间扩展Fitzhugh-Nagumo系统上的α稳定噪声诱导相干,J.Stat.Mech。(2019年)·Zbl 1456.92017号 ·doi:10.1088/1742-5468/ab363d
[42] 博尔赫斯,F.S。;Protachevicz,P.R。;拉梅乌,E.L。;博内蒂,R.C。;Iarosz,K.C。;Caldas,I.L。;Baptista,M.S。;巴蒂斯塔,A.M.,自适应指数积分和fire神经元模型随机网络中的同步放电模式,神经网络。,90, 1-7 (2017) ·Zbl 1439.92010年9月 ·doi:10.1016/j.neunet.2017.03.005
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