吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (5): 1554-1560.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201705030

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噪声作用下的化学突触耦合神经元系统的同步

邬开俊1, 王春丽1, 单亚州1, 杜三山2, 鲁怀伟2   

  1. 1.兰州交通大学 电子与信息工程学院, 兰州 730070;
    2. 兰州交通大学 数理学院, 兰州 730070
  • 收稿日期:2016-08-14 出版日期:2017-09-20 发布日期:2017-09-20
  • 作者简介:邬开俊(1978-),男,副教授,博士.研究方向:神经元,非线性动力学.E-mail:wkj@mail.lzjtu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(11362008); 甘肃省自然科学基金项目(148RJZA047); 甘肃省财政厅基本科研业务费项目(214150)

Chemical synapse coupling synchronization of Hindmarsh-Rose neurons under Gauss white noise

WU Kai-jun1, WANG Chun-li1, SHAN Ya-zhou1, DU San-shan2, LU Huai-wei2   

  1. 1.School of Electronic and Information Engineering,Lanzhou Jiaotong Unviersity,Lanzhou 730070,China;
    2.School of Mathematics and Physics,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China
  • Received:2016-08-14 Online:2017-09-20 Published:2017-09-20

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摘要： 研究了Hindmarsh-Rose神经元的化学突触耦合同步问题,以及高斯白噪声对耦合神经元系统同步的影响。研究发现:耦合强度可以影响耦合神经元系统的放电活动以及耦合神经元系统之间的同步状态。通过调整耦合神经元系统之间的耦合强度,可以使得两个神经元系统从非同步的神经元系统变为同步的神经元系统。同时也发现,适当的噪声可以促使非同步的Hindmarsh-Rose神经元电突触耦合发生同步行为,诱发化学突触耦合神经元系统同步的发生。

关键词: 计算数学, 化学突触耦合, Hindmarsh-Rose 神经元, 同步, 高斯白噪声

Abstract: The chemical synapse coupling synchronization of Hindmarsh-Rose neurons and the effect of Gauss white noise on the synchronization of coupled neurons were studied. It was found that the coupling strength can affect the discharge activity of the coupled neuron system and the synchronization between the coupled neurons. By adjusting the coupling strength between the coupled neuron systems, the two neuron systems can be changed into the synchronous state from the non-synchronous state. At the same time, it was also found that the appropriate noise can induce the synchronization behavior of the non-synchronous Hindmarsh-Rose neurons, which can cause the synchronization of the chemical synapses.

Key words: computational mathematics, chemical synapse coupling, Hindmarsh-Rose neuron, synchronization, Gauss white noise

中图分类号: 

  • O442
[1] Wu Kai-jun, Luo Tian-qi, Lu Huai-wei, et al. Bifurcation study of neuron firing activity of the modified Hindmarsh-Rose model[J]. Neural Computing and Applications, 2016, 27(3):739-747.
[2] Wang C, Ge S S. Adaptive synchronization of uncertain chaotic systems via backstepping design[J]. Chaos Solitons & Fractals, 2001, 12(7):1199-1206.
[3] Lu J, Wu X, Han X, et al. Adaptive feedback synchronization of a unified chaotic system[J]. Physics Letters A, 2004, 329(4/5):327-333.
[4] Sagués F, Sancho J M, García-Ojalvo J. Spatiotemporal order out of noise[J]. Review of Modern Physics, 2007, 79(3):829-882.
[5] Li C, Liao X, Zhang R. Impulsive synchronization of nonlinear coupled chaotic systems[J]. Physics Letters A, 2004, 328(1):47-50.
[6] Mada S W S, Mamat M, Salleh Z, et al. Bidirectional chaotic synchronization of Hindmarsh-Rose neuron model[J]. Applied Mathematical Sciences,2012,5(54):2685-2695.
[7] 黄报星. Lorenz系统的混沌同步与保密通信[J]. 吉林大学学报:工学版, 2003, 33(3):60-63.
Huang Bao-xing. Chaotic synchronization of Lorenz systems and secure communication[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2003,33(3):60-63.
[8] Postnov D E, Sosnovtseva O V, Han S K, et al. Stochastic synchronization of coupled coherence resonance oscillators[J]. International Journal of Bifurcation & Chaos, 2000, 10(11):2541-2550.
[9] Casado J M. Synchronization of two Hodgkin-Huxley neurons due to internal noise[J]. Physics Letters A, 2003, 310(5):400-406.
[10] Pablo B, Jordi G O. Role of chemical synapses in coupled neurons with noise[J]. Physical Review E:Statistical Nonlinear & Soft Matter Physics, 2005,72(1):254-271.
[11] Wu Y, Xu J, He D, et al. Generalized synchronization induced by noise and parameter mismatching in Hindmarsh-Rose neurons[J]. Chaos Solitons & Fractals, 2005, 23(5):1605-1611.
[12] 李娜, 杨晓丽. 空间关联白噪声影响下小世界神经元网络系统的同步动力学[J]. 物理学报, 2015(22):82-90.
Li Na, Yang Xiao-li. Synchronous dynamics of small-world neuronal network system with spatially correlated white noise[J]. Acta Physica Sinica, 2015(22): 82-90.
[13] 曹淑红, 段利霞, 唐旭晖,等. 具有时滞的耦合Hindmarsh-Rose神经元系统的放电模式[J]. 动力学与控制学报, 2012,10(1):88-91.
Cao Shu-hong, Duan Li-xia,Tang Xu-hui, et al. Firing patterns in coupled hindmarsh-rose neuron system with time-delay[J]. Journal of Dynamics and Control, 2012,10(1):88-91.
[14] Tsaneva-Atanasova K, Osinga H M, Rieβ T,et al. Full system bifurcation analysis of endocrine bursting models[J].Journal of Theoretical Biology,2010,264(4):1133-1146.
[15] Wu D, Luo X, Zhu S. Stochastic system with coupling between non-Gaussian and Gaussian noise terms[J]. Physica A:Statistical Mechanics & Its Applications, 2007, 373(36):203-214.
[1] 牟宗磊, 宋萍, 翟亚宇, 陈晓笑. 分布式测试系统同步触发脉冲传输时延的高精度测量方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1274-1281.
[2] 贾一帆, 初亮, 许楠, 徐哲. 车用双电源开绕组电机驱动系统绕组模式切换及电流控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 20-29.
[3] 王伟华, 穆嘉毅, 符容, 范永凯, 王文楷. 混合动力汽车凸极式永磁同步电机电流解耦控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 693-700.
[4] 李兵强, 陈晓雷, 林辉, 吕帅帅, 马冬麒. 机电伺服系统高精度自适应反推滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(6): 2003-2009.
[5] 金顺福, 姚兴华, 霍占强. 非理想感知下动态信道绑定策略性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1667-1674.
[6] 赵彬, 郭孔辉, 许男, 杨一洋. 基于H∞鲁棒SUKF算法的永磁同步电机转速观测器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(4): 1017-1022.
[7] 于生宝, 苏发, 何建龙, 郑建波. 多功能电磁法仪器同步系统的设计与实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 146-152.
[8] 许炜阳, 周杰, 王雨晴, 吴玉成. 基于信道估计的OFDM定时同步算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 290-295.
[9] 林冬梅， 张爱华， 沈蓉， 王平， 杨力铭， 陈晓雷. 双目视觉脉搏测量系统中的相机同步采集方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(6): 1999-2006.
[10] 王晓宇, 欧阳丹彤, 迟晋进, 韩正服. 分布式离散事件系统的可诊断性判定策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(5): 1541-1549.
[11] 郭建华, 姜洪源, 胡清明, 李嘉博. 新型人字齿同步带传动干涉与啮合仿真分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(4): 1175-1180.
[12] 张虎, 张建伟, 郭孔辉, 李洋. 基于扰动观测器的电动助力转向系统用永磁同步电机鲁棒预测电流控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(3): 711-718.
[13] 宋宝玉，解志杰，张锋，王瑞泽，郝明晖，苏代忠. 基于角度域同步平均和阶次分析的低速斜齿轮故障诊断[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(2): 454-459.
[14] 周相超，薛睿，赵旦峰，付芳. 连续相位调制信号的载波相位软同步算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(1): 291-296.
[15] 黄家才, 施昕昕, 李宏胜, 徐庆宏, 石要武. 永磁同步电机调速系统的分数阶积分滑模控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(6): 1736-1742.
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[1] 赵宏伟, 李清亮, 汤寰宇, 臧雪柏. 基于局部邻域约束的空间验证方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(1): 265 -270 .
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