孟盼陆启韶赵勇董健卫

（1.广东药科大学基础学院，广州 510006）（2.北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191）（3.河南理工大学数学与信息科学学院，焦作 454000）

两房室神经元模型的同步簇放电的动力学分析*

孟盼1†陆启韶2赵勇3董健卫1

（1.广东药科大学基础学院，广州 510006）（2.北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191）（3.河南理工大学数学与信息科学学院，焦作 454000）

研究一个具有电流反馈的两房室锥体神经元的簇放电动力学问题.首先，利用数值模拟研究了该神经元的树突和胞体两个房室之间的峰相位同步行为.其次，基于快慢动力学分析方法，给出了快子系统的双参数分岔曲线图，结果表明快子系统产生了3个余维-2分岔点，它们分别为fold-Hopf分岔点ZH、Cusp分岔点CP和Bogdanov-Takens分岔点BT.最后，根据这些余维-2分岔点确定系统存在着丰富的簇放电模式，如“fold/fold”型，“Hopf/Hopf”型，“Hopf/homoclinic”型以“fold/homoclinic”型簇振荡等，并分析研究了簇放电模式的产生以及它们之间相互转迁的动力学机理.本文的研究结果进一步表明了神经元的几何形态特性对于神经元放电模式多样性的重要影响.

簇放电， 同步， 电流反馈， 快慢动力学分析， 分岔

引言

神经元作为神经系统的基本功能单位，通过放电活动感受外界刺激，从而实现神经信息的传递［1］.不同的放电模式是对不同外界刺激的不同反映［2-3］.研究表明，簇放电（bursting）是神经元最重要的放电模式之一，在生物信息编码中起着关键作用.簇振荡比单个峰放电（spiking）可以携带更多的信息并且……