通过分岔控制改变神经元的兴奋性类型

提出一种通过分岔控制改变神经元兴奋性类型的方法.采用一个基于washout滤波器的动态反馈控制实现对一个二维的Hindmarsh-Rose类的模型神经元的分岔动力学控制.这一模型神经元从静息态到峰放电态跨越一个不变圆上鞍结分岔(saddle-node on invariant circle,SNIC),呈现出第一类兴奋性.在该SNIC分岔前所期望的参数值处产生一个Hopf分岔,然后通过选择适当的控制器参数调节Hopf分岔的临界性.这样,模型神经元就呈现为第二类兴奋性,因此神经元兴奋性就从第一类改变成第二类.在这个控制器中,线性控制增益决定着Hopf分岔的位置,而非线性增益决定着Hopf分岔的临界性.     

Effects of Coupling Distance on Synchronization and Coherence in Chaotic Neural Networks

Effects of coupling distance on synchronization and coherence of chaotic neurons in complex networks are numerically investigated. We find that it is not beneficial to neurons synchronization if confining the coupling distance of random edges to a limit dmax, but help to improve their coherence. Moreover, there is an optimal value of dmax at which the coherence is maximum.     

弱激光对神经元钾离子通道特性影响的实验研究

利用波长为670 nm、功率为5 mW的半导体激光器照射急性分离的大鼠海马CA3区锥体神经元，应用全细胞膜片钳技术研究其瞬时外向钾离子通道特性.实验发现：弱激光对瞬时外向钾电流具有抑制作用,并且该抑制作用呈现电压依赖性和可逆性.激光作用可显著影响通道稳态激活和失活过程，激光照射组和对照组比较，电流稳态激活曲线向去极化方向移动，半数激活电压升高，曲线斜率因子改变；而失活曲线向超极化方向移动，半数失活电压降低，曲线斜率因子不变.结果表明，弱激光作用海马神经细胞可以改变其瞬时外向钾离子通道特性，从而影响动作电位的形成和发放，调节神经元生理功能,有利于受损神经元的恢复和再生. 关键词： 瞬时外向钾离子电流 膜片钳技术 弱激光照射 神经元     

三状态元神经网络的稳定性分析

本文讨论由具有－１，０，＋１三种状态的神经元构成的网络的非一动力学问题。虽然这种三状态神经元只比常用的两种状态神经多出一种状态，但已凶神经网络动力学的分析结果已不再适用。本文围绕稳定性的分析，定义了三状态元神经网络的一些动力学概念，推导了三状态元神经网络稳定性定义的等价条件，得到了该网络在Ｈｅｂｂ规则下稳定的充分条件。     

基于自适应神经元的结构振动智能PID控制

首先提出基于自适应神经元的振动智能ＰＩＤ控制策略及相应高效算法，然后通过数字仿真与模型实验验证了这种算法的有效性。这种方法具有控制器参数少、结构简单、算法收敛速度快、便于实时控制等优点。与传统ＰＩＤ控制相比，控制器参数整定可通过神经网络的自组织来实现。数字仿真与实验结果表明这种方法能够有效地控制动态特性未知、所受干扰不可测的黑箱振动系统的任意振动     

基于空心二硫化钼纳米球/金纳米花的神经元特异性烯醇化酶光电化学免疫传感器

以钼酸铵为钼源,硫脲为硫源,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体为溶剂和形貌控制剂,采用溶剂热法制备空心MoS_2纳米球(MoS_2NBs)。以乙二醇为溶剂,三乙醇胺为还原剂,采用水浴法制备金纳米花(AuNFs)。将空心(MoS_2NBs)与AuNFs组装后修饰到玻碳电极表面,进一步固定神经元特异性烯醇化酶(NSE)的识别抗体,再经戊二醛交联、牛血清白蛋白封闭非特异性结合位点,制备NSE的位阻效应无标记光电化学免疫传感器。在最优化条件下,该传感器对NSE的线性响应范围为0.004～2.5 ng·mL~(-1),检测限(S/N=3)为1.83 pg·mL~(-1)。该光电化学免疫传感器对NSE检测还具有良好的选择性、稳定性、重现性以及较高的灵敏度。当用于临床血清样品中NSE的检测时,其结果与电化学发光法一致,表明该光电化学免疫传感器具有潜在的临床应用价值。     

电磁场耦合忆阻Izhikevich神经网络电活动研究

考虑到电磁场的影响,在Izhikevich神经元模型中引入电场变量和磁通变量,利用电突触耦合构建神经网络,研究电磁场耦合忆阻Izhikevich神经网络集体动力学行为。数值仿真发现：随着电突触耦合强度的增大,神经网络逐渐达到同步状态,并且神经元的放电模式也会随之改变。增大磁场耦合值可以提高神经元的放电活性,并且对网络同步也有一定的促进作用,而增大电场则会抑制神经元的放电活动。另外,当电突触与磁场耦合共同作用时,磁场耦合值越小,电突触耦合更能有效促进网络同步;在电突触耦合强度的作用下,电场抑制电活动的效果更明显。研究结果可望为理解神经系统中的信号编码和传递提供新的见解。     

面向神经形态显示的有机电子材料与器件

数字化时代,高度信息化已成为日常生活的常态.显示技术在人机交互中扮演着至关重要的角色.然而,传统的智能显示技术逐渐难以适应日益复杂的人机交互环境.在这一背景下,神经形态技术作为一种新兴的前沿技术,弥补了现有显示技术的不足之处.通过将神经形态技术与传统显示技术有机结合,可以充分发挥其在传感、驱动和显示方面的巨大优势.有机电子器件具有低制备成本、材料多样性等优势,能赋予基于其构建的神经形态器件丰富的功能性.因此,神经形态显示有望成为有机电子学未来在显示技术发展的重要方向之一,可以为日益复杂的人机交互环境提供更出色的解决方案.本综述全面总结了有机神经形态技术在显示技术中的最新进展,归纳了其在神经形态显示中的3个重要发展方向,并探讨了其最先进的设计和未来可能的发展.     

Effects of Aging and Self-organized Criticality in a Pulse-Coupled Integrate-and-Fire Neuron Model Based on Small World Networks

Effects of aging and self-organized criticality in a pulse-coupled integrate-and-fire neuron model based on small world networks have been studied. We give the degree distribution of aging network, average shortest path length, the diameter of our network, and the clustering coefficient, and find that our neuron model displays the power-law behavior, and with the number of added links increasing, the effects of aging become smaller and smaller. This shows that if the brain works at the self-organized criticality state, it can relieve some effects caused by aging.     

基于脉冲控制下的复杂时滞动力网络的鲁棒同步

近年来复杂网络已经引起了科学和工程技术等各个领域的广泛关注,尤其是复杂网络中的非线性动力学行为,以及网络的拓扑结构如何影响它的动力学行为的研究,已成为当前一项极其重要的战略课题.本文主要讨论基于脉冲控制下复杂时滞动力网络的同步动力学,应用时滞动力系统的脉冲控制理论,给出了复杂时滞动力网络的一些简单而又一般的鲁棒同步化准则,这些准则能够提供一个新的和有效的控制方法来同步一个任意给定的时滞动力网络到一个期望的同步态,进一步地将所获得的结果应用到由混沌FHN神经元振子为动力节点所构成的一个具有近邻耦合结构的复杂动力网络,数值模拟表明了所获理论结果的正确性和控制方法的有效性.