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在分析触发大非线性神经响应的输入时,摆动神经质量模型中的低速动力学。 (英语) Zbl 1451.92017年

摘要:神经科学中的许多应用,如电刺激和磁刺激,都可以建模为非线性动力系统的短瞬态输入。在可激励系统中,小输入产生或多或少的线性响应,而随着激励强度的增加,可能会突然出现大的非线性响应。一项具有挑战性的任务是确定两种不同响应类型之间的转换。
在这项工作中,我们考虑了我们在之前的研究中遇到的耦合Wendling神经团模型中正常和病理反应之间的过渡。首先,该模型中抑制的不同时间尺度允许进行慢-快分析。这揭示了系统响应的两种不同的动力学状态。其次,这两种响应类型被鞍慢流形的高维稳定流形所分离。如果快速子系统从这个流形逃逸到另一个吸引子,就会出现巨大的病理反应。快速子系统的分岔图解释了病理反应期间出现的典型快速振荡。在正常情况下,这些振荡被缓慢抑制所抑制。外部刺激会暂时将快速子系统从这种缓慢的抑制中释放出来。临界响应可表示为一个具有一个自由参数的边值问题,并可用于研究两种响应类型之间的转换对系统参数的依赖性。

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92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
92立方 病理学、病理生理学

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