Ghostburster模型鞍结分岔点附近放电模式的转迁控制
2012-07-19陈颖源曾启明陈伟乐魏熙乐
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2012年5期
陈颖源,王 江,曾启明,陈伟乐,魏熙乐,邓 斌
(1. 天津大学电气与自动化工程学院,天津 300072;2. 香港理工大学机电工程学院,香港 999077)
在神经系统中,神经元的放电模式蕴含着大量的信息.声、光、电以及机械等外界刺激通过影响神经元的生理参数引发不同的放电模式,如峰放电、簇放电等.峰放电在动力学上对应着稳定的极限环[1-2],而簇放电的动力学特性更加复杂[2-9].受快慢离子通道的调节,神经元可表现出混沌簇放电[2-4]、反弹簇放电[5-6]等多种簇放电形式.研究认为簇放电在从受体神经元到脑皮层的神经信息处理中发挥了重要的作用[7-8],而且还可以加强脑皮层各区域之间的联系[9].同时,不正常的簇放电则会破坏神经系统的信息传递.比如帕金森患者发病时在丘脑中继细胞上观察到的大量的反弹簇放电[5-6].
神经元随着参数的变化会产生分岔,从而引起不同放电模式的转换.所以,通过调整分岔点的位置,可以使神经元在某些参数下达到期望的放电特性[1,10].文献[11]利用卡尔曼滤波器控制小脑皮层模型的频率和放电模式.文献[12]利用状态反馈控制来抑制心脏中不正常的动作电位.文献[13]利用washout滤波器控制Hopf分岔点来实现HH模型静息状态和周期放电状态之间的转换.washout滤波器不改变原系统的平衡点,其在神经系统 Hopf分岔控制[13-16]和混沌控制[16-17]中应用较广.但是,对神经系统进行鞍结分岔控制的研究鲜见文献报道.笔者从Ghostburster模型[18-19]极限环上的鞍结分岔点出发,通过washout滤……
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