介觀興奮/抑制神經元網路的放電動力學行為特性研究

介觀興奮/抑制神經元網路的放電動力學行為特性研究

《介觀興奮/抑制神經元網路的放電動力學行為特性研究》是依託北京郵電大學,由孫曉娟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

  • 中文名:介觀興奮/抑制神經元網路的放電動力學行為特性研究
  • 項目類別:面上項目
  • 項目負責人:孫曉娟
  • 依託單位:北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

本項目套用非線性動力學和複雜網路的理論與方法,結合數值仿真的手段,以介觀興奮/抑制神經元網路為研究對象,研究內容主要包括:討論介觀興奮/抑制神經元網路的隨機共振、同步及其他放電動力學行為特性;闡述噪聲、時滯、網路集群結構等因素對其放電動力學特性的重要影響;著重揭示E/I比例、抑制性神經元對調控神經元系統放電活動的重要作用;通過建立動力學模型,揭示腦部疾病發生的可能性原因。神經元系統(大腦皮層)的網路集群結構特性與興奮性神經元和抑制性神經元的協同作用對其執行各種高級認知功能具有非常重要的作用,同時它們與腦部的各種疾病也有著密切聯繫。因此,本項目的研究結果對理解大腦高級認知功能及腦部疾病的發生原因有著重要的生理學意義。此外,本項目是非線性動力學、複雜網路與神經科學的交叉研究課題,其研究結果對推動相應學科的進一步發展也具有極其重要的理論意義。

結題摘要

以往有關大腦神經元系統放電活動的研究主要集中於微觀和巨觀兩個層次上。但是,為了探究腦皮層各種高級認知功能產生的內在機制,我們必須建立微觀和巨觀兩個層次之間溝通的橋樑。所以,必須開展介觀層次上神經元系統放電活動的研究。本項目以介觀的興奮/抑制神經元神經元網路為研究對象,揭示了部分時滯、互異時滯與全時滯情形對神經元網路隨機共振特別是同步的不同作用。特別分析了抑制性神經突觸在神經元網路中的特殊作用,指出抑制性神經突觸不僅具有調控神經元網路同步強度的作用,還可以調控神經元網路的同步態。此外,我們還進一步分析了噪聲對介觀神經元網路檢測閾下信號能力的不同作用。我們的研究成果雖然基於理論,與實際的神經元網路結構還有很大差距,但是這些研究結果對我們研究真實的神經元網路放電性態具有很好的前期指導意義。

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