王 甲， 李东喜

(太原理工大学 数学学院， 山西 太原 030024)

有界噪声激励下神经系统中反随机共振现象研究*

王 甲， 李东喜

(太原理工大学 数学学院， 山西 太原 030024)

为了考察噪声对神经元系统中内部信息传递的作用， 研究了有界噪声对神经元放电行为的影响， 特别是噪声对神经元放电的抑制效应即反随机共振现象. 通过蒙特卡洛随机模拟方法， 系统研究了当输入电流激发神经元持续放电的情况下， 有界噪声中各参数对神经元平均放电率的影响. 研究发现， 随机相位能抑制神经元的放电行为， 即产生反随机共振现象； 振幅越大， 频率越小， 抑制效果越明显； 且在稳定的振幅和频率条件下， 电流强度越小， 平均放电率越小， 抑制效果越明显. 该抑制效应的研究对生物医学疾病如癫痫具有重要的理论意义.

有界噪声； Hodgkin-Huxley神经元模型； 抑制效应； 反随机共振

神经系统中噪声能潜在地提高系统的信息处理能力这一特性使得噪声对神经元放电的影响得到越来越多的关注， 并发现了随机共振的机制， 即微弱的输入信息可以被放大， 并在噪声的激励下得到优化. 之前的实验和理论研究表明， 噪声可以改善检测、 集成和传输的信号， 并且导致许多复杂的特征， 比如同步性和放电性[1-2]. 与随机共振相比， 最近的研究大都集中在随着噪声强度的增大产生在节奏放电过程中的抑制效果， 特别是小幅度的噪声可降低平均放电率， 甚至完全停止神经元的……