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单节点动力学如何增强电耦合神经网络中的同步。 (英语) Zbl 1355.82035号

摘要:利用两种方法对电耦合神经网络中完全同步状态的稳定性进行了分析研究主稳定功能方法(MSF),由开发L.M.佩科拉T.L.卡罗尔[“同步耦合系统的主稳定函数”,《物理评论稿》,第80期,第10期,2109–2112(1998年;doi:10.1103/PhysRevLett.80.2109)]、和连接图稳定性方法(CGS)由提出V.N.Belykh公司等人【Physica D 195,No.1–2,159–187(2004;Zbl 1098.82622号)]. 局部动力学由尖峰神经元的Morris-Lecar模型和尖峰、突发、不规则尖峰和不规则突发区域的Hindmarsh-Rose模型描述。CGS和MSF方法的联合应用提供了同步阈值的有效估计,即同步状态稳定的耦合强度范围的界限。在所有考虑的情况下,我们观察到耦合强度的高值往往会使系统同步。此外,我们观察到单节点吸引子与MSF给出的局部稳定性性质之间的相关性。将分析结果与样本网络上的数值模拟结果进行了比较,结果非常一致。

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82立方32 神经网络在含时统计力学问题中的应用
34D06型 常微分方程解的同步
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Jalili,M.,《Hindmarsh-Rose神经元小世界网络中的数值与分析同步》,AI 2009:人工智能进展,627-635(2009),Springer
[2] Jalili,M.,通过Newman-Watts网络同步Hindmarsh-Rose神经元,混沌间盘J非线性科学,19,3,033103(2009)·兹比尔1317.92011
[3] 查韦斯,M。;Hwang,D.U。;阿曼。;Boccaletti,S.,同步加权复杂网络,混沌间盘J非线性科学,16,1,015106(2006)·Zbl 1144.37337号
[4] 博卡莱蒂,S。;拉托拉,V。;莫雷诺,Y。;查韦斯,M。;Hwang,D.U.,《复杂网络:结构和动力学》,《物理代表》,424,4,175-308(2006)·Zbl 1371.82002号
[5] Belykh,V.N。;贝里赫,I。;Hasler,M.,同步耦合混沌系统的连接图稳定性方法,Physica D,195,1159-187(2004)·Zbl 1098.82622号
[6] 佩科拉,L.M。;Carroll,T.L.,同步耦合系统的主稳定性函数,Phys-Rev-Lett,80,10,2109-2112(1998)
[7] Dahms,T。;Lehnert,J。;Schöll,E.,《延迟耦合网络中的集群和组同步》,Phys Rev E,86,1,016202(2012)
[8] Ladenbauer,J。;Lehnert,J。;Rankoohi,H。;Dahms,T。;Schöll,E。;Obermayer,K.,《适应控制耦合阈值模型神经元的同步性和簇状态》,Phys Rev E,88,4,042713(2013)
[9] I.V.Belykh。;哈斯勒,M。;Belykh,V.N.,《当对称性保证定向网络中的同步时》,《国际分叉混沌杂志》,17,10,3387-3395(2007)·Zbl 1142.93404号
[10] Izhikevich,E.M.,皮层尖峰神经元使用哪种模型?,IEEE Trans Neural Netw,15,5,1063-1070(2004)
[11] 霍奇金,A.L。;赫胥黎,A.F.,《膜电流的定量描述及其在神经传导和兴奋中的应用》,《生理学杂志》,117,4,500-544(1952)
[12] 莫里斯,C。;Lecar,H.,藤壶巨肌纤维中的电压振荡,生物物理学J,35,1,193-213(1981)
[13] Hindmarsh,J。;Rose,R.,使用三个耦合一阶微分方程的神经元爆发模型,Proc R Soc Lond Ser B Biol Sci,22112287-102(1984)
[14] I.V.Belykh。;德兰格,E。;Hasler,M.,《突发神经元的同步:网络拓扑中的重要性》,《Phys Rev Lett》,94、18、188101(2005)
[15] Tsodyks,M。;Uziel,A。;Markram,H.,具有频率依赖性突触的递归网络中的同步生成,《神经科学杂志》,20,1,825-835(2000)
[16] 郭士纳,W。;Kistler,W.M.,《尖峰神经元模型:单个神经元,种群,可塑性》(2002),剑桥大学出版社·Zbl 1100.92501号
[17] 斯特芬森,S.C。;Svingos,A.L。;Pickel,V.M。;Henriksen,S.J.,腹侧被盖区GABA能神经元的电生理特征,神经科学杂志,18,19,8003-8015(1998)
[18] 切科,P。;里杰罗,M。;比伊,M。;Kocarev,L.,耦合Hindmarsh-Rose神经元网络中的信息处理,非线性理论及其应用国际研讨会论文集,NOLTA 2006,671-674(2006)
[19] Yu,H。;Peng,J.,非线性耦合Hindmarsh-Rose神经系统中的混沌同步与控制,混沌孤子分形,29,2,342-348(2006)·1095.92020兹罗提
[20] 夏,S。;齐绍,L.,具有环状结构的耦合Hindmarsh-Rose神经元的完全同步,《中国物理学报》,21,9,1695-1698(2004)
[21] I.V.Belykh。;哈斯勒,M。;劳雷特,M。;Nijmeijer,H.,《同步与图拓扑》,《国际分叉混沌杂志》,第15、11、3423-3433页(2005年)·Zbl 1107.34047号
[22] 沃尔曼,V。;巴鲁奇,I。;佩西,E。;Ben-Jacob,E.,《培养神经元网络中受调控动态行为的生成模型》,《物理与统计力学应用》,335,1,249-278(2004)
[23] Golomb,D。;Hansel,D.,《突触输入的数量和大型稀疏神经元网络的同步性》,神经计算,12,5,1095-1139(2000)
[24] 齐尔默,R。;利维,R。;Politi,A。;Torcini,A.,脉冲耦合网络中散斑状态的稳定性,《物理评论E》,76,4,046102(2007)
[25] 津本,K。;Kitajima,H。;Yoshinaga,T。;Aihara,K。;Kawakami,H.,Morris-Lecar神经元模型的分歧,神经计算,69,4,293-316(2006)
[27] 斯托雷斯,M。;Linaro,D。;de Lange,E.,《Hindmarsh-Rose神经元模型:分叉分析和分段线性近似》,《混沌间盘J非线性科学》,18,3,033128(2008)
[28] Lehnert,J。;Dahms,T。;Hövel,P。;Schöll,E.,《具有延迟的复杂神经元网络中的同步丢失》,EPL Europhys Lett,96,6,60013(2011)
[29] 达马拉,M。;Jirsa,V.K。;丁,M.,《通过时间延迟增强神经同步性》,《物理评论》,第92、7、074104页(2004年)
[30] Millman,D。;米哈拉斯,S。;柯克伍德,A。;Niebur,E.,在“向上”状态下非保守神经元网络中发生自组织临界,《自然物理学》,6,10,801-805(2010)
[31] FitzHugh,R.,神经膜理论模型中的冲动和生理状态,生物物理学J,1,6,445-466(1961)
[32] Wilson,H.R.,人类和哺乳动物新皮质神经元的简化动力学,Theor Biol杂志,200,4375-388(1999)
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