刘瑾琬

（兰州交通大学，兰州 730070）

人脑中的神经系统是一个非常复杂的多功能系统，由千亿个神经突触连接的神经元构成，具有复杂的网络动力学行为，是生物信息的进行传递、整合与协调的中枢， 为研究神经系统放电活动和信息行为提供了新的角度。研究神经网络的放电过程，有助于探究神经信息编码机制，是脑科学研究领域的重要内容[1]。

Stevens 等[2-3]研究发现，神经元之间放电序列的相关性和同步放电现象可以有效抑制噪声对编码的影响，提高编码效果，保证神经信息编码的可靠性。 常小龙等[4]采用FHN 神经元作为网络节点搭建了神经元网络，通过数值模拟的方法，研究并讨论了神经网络的同步放电特性，并对其与抗扰能力进行了分析计算。上述研究从神经信息处理角度研究了神经系统同步放电机制，但是研究中选用的多为较低维度的神经元模型，不能精确模拟真实神经元电生理特性。

本文选取最接近生物学实际的Hodgkin-Huxley（ HH）模型，基于MATLAB&Simulink 平台，采用数值模拟的方法分别搭建由电突触和化学突触连接的具有生物特性的复杂神经元网络， 对比分析了神经突触对神经元网络的同步放电特性的影响。

1 研究方法

1.1 Hodgkin-Huxley 模型

HH 模型在1952 年由Hodgkin 和Huxley 提出[5-8]，通过一组四阶非线性微分方程描述了乌贼轴突细胞膜动作电位产生和传导的过程， 能够准确地解释实验结果，如式（ 1）所示

式中：I 为外部刺激电流，C 为细胞膜单位面积的电容，值为1 μV/cm2；V 是膜电压， 初值-65 mV；GNa和GK分别代表钠离子通道、钾离子通道的最大电导，值分别为120 mS/cm2、360 mS/cm2；……