考虑关联噪声的热敏感神经元网络时空模式和同步行为研究

温度和噪声是神经元放电活动的两个主要控制因素，在研究神经网络复杂同步活动和时空动力学行为时无法回避噪声和温度对神经系统集群行为的共同影响。热敏感神经元是自然界哺乳动物、爬行动物、鱼类等多种动物外界感受器中普遍存在的一类神经元，这类神经元的放电行为依赖于外部环境温度的变化。本项目重点研究热敏感神经元网络中温度改变引起的时空模式和同步行为对网络拓扑结构、网络尺寸和耦合强度的依赖关系；研究随机热扰动对热敏感神经元网络集群行为的影响；研究噪声关联性对热敏感神经元网络时空模式和同步动力学行为的影响，尝试寻找定量刻画该影响的机理和方法；探索热敏感神经元网络中规则斑图螺旋波的失稳和相变对温度和噪声的依赖关系，以及与网络同步放电之间的内在联系。本项目研究将揭示温度和噪声关联性对神经活动的影响，有利于更好地理解神经系统处理信息的本质。是非线性科学与交叉学科基础性的前沿研究。

我们完全按照年度计划执行，每年按期提交年度报告，并圆满达到预期目标。.项目主要利用不同神经元模型构建多种链接方式的神经元网络，研究了热敏感神经元网络时空模式和同步行为。重点在以下几个方面开展了探索性工作：1）热敏感神经元网络中温度改变引起的时空模式和同步行为对网络拓扑结构、网络尺寸和耦合强度等因素的依赖关系；2）热敏感神经元网络中规则斑图螺旋波的失稳和相变对温度和噪声的依赖关系；3）外部电场和刺激信号对神经网络时空模式变迁规律的影响；4）无功能缺陷和离子通道中毒等因素对热敏感神经元网络时空行为的影响。.研究结果揭示了规则网络中时空斑图演化对耦合强度和定常温度变化的依赖关系；发现了小世界连接的网络中，随着长程连接概率变化出现的类相关共振现象；研究了网络边界对规则斑图形成区域的影响；提出了诱导靶波和螺旋波的梯度差电流刺激和缺陷阻断法；揭示了噪声和离子通道中毒对网络集群兴奋性的影响。本项目研究结果有利于帮助我们更好地理解神经系统处理信息的本质，具有重要的学术价值和潜在的应用价值。.本项目研究成果共发表论文23篇，其中SCI检索论文１0篇，本人参加学术会议8次，培养博士后1名, 硕士生5名。