基于仿生学原理的改进KⅢ模型

作     者：张锦 陈玲钰 田森 刘宏 田恬恬 ZHANG Jin;CHEN Ling-yu;TIAN Sen;LIU Hong;TIAN Tian-tian

作者机构：湖南师范大学信息科学与工程学院长沙410081 湖南师范大学数学与统计学院长沙410081 郑州科技学院信息工程学院郑州450064 

出 版 物：《小型微型计算机系统》 (Journal of Chinese Computer Systems)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      面：1027-1032页

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：湖南省科技厅高新技术产业科技创新引领项目(2020GK2009)资助 军委装发预研项目(31511010105)资助 国防科工局国防基础科研计划项目(WDZC2020550011)资助 湖南省交通运输厅科技进步与创新计划项目(201927)资助 湖南省研究生培养创新实践基地项目(湘教通248号)资助 湖南省研究生教改项目(JG2018A012)资助 国家教育部产学合作协同育人项目(201901051021,202002004002,202002140003)资助 

主　　题：KⅢ模型 嗅觉神经系统 小世界网络 神经网络 

摘      要：KⅢ模型真实地模拟了整个嗅觉神经系统,包括嗅上皮、嗅球层和嗅皮层.梨状皮质是嗅球层投射的最大区域,在气味信息处理、嗅觉产生的过程中起着非常重要的作用.但是KⅢ模型简化了对梨状皮质的模拟,这部分的模型结构仅使用一个KⅠ模型和一个KⅡ模型来表示梨状皮质中神经元的连接情况.为了完善KⅢ模型,本文结合嗅上皮层细胞、嗅球层中的嗅小球细胞和嗅皮层梨状皮质中锥体细胞之间的神经元比例关系,以及梨状皮质内部的神经回路、细胞结构,从仿生学原理对KⅢ模型进行改进.同时,本文采用小世界网络理论分析了输入通道数从5逐渐增加到100时,改进前后KⅢ模型的平均路径长度L和聚类系数C的变化情况.分析结果表明,与原KⅢ模型相比,改进KⅢ模型在输入通道数大于16时,具有较小的平均路径长度和更大的聚类系数;当输入通道数超过20时,改进KⅢ模型网络的C与对应等效随机图的Crand的比值γ增长更快且远大于改进前模型,即改进后的KⅢ模型较改进前的模型具有更强的小世界特性.