分数阶光敏神经元的动力学特性分析及其同步研究

作     者：杨宁宁 孟诗悦 吴朝俊 YANG Ningning;MENG Shiyue;WU Chaojun

作者机构：西安理工大学电气工程学院西安710048 西安工程大学电子信息学院西安710048 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2024年第46卷第3期

页      面：1138-1146页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51507134) 陕西省自然科学基础研究计划(2021JM-449,2018JM5068) 

主　　题：神经元 光敏神经元 分数阶微积分 同步 

摘      要：神经元是神经系统的基本单位,神经元模型的准确性影响对其本质特征的分析和理解。该文研究了由分数阶电容和电感构成的分数阶光敏FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元电路。利用分岔图、相轨迹图和时间序列图分析了分数阶光敏神经元模型的动力学特性。研究发现,随着分数阶阶次的降低,分数阶光敏神经元的活跃度增加。当选取不同参数时,神经元系统可以诱发不同的放电模式,如周期放电态、混沌放电态和尖峰放电态。此外,利用电突触耦合的方式连接两个分数阶光敏神经元。通过调整耦合强度,可以实现分数阶光敏神经元系统之间的相位同步和完全同步。最后,采用dSPACE验证了外部光信号对神经元兴奋性的调制作用。