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具有延时作用的基底膜主动耦合模型

振动与冲击 2011年第12期30卷 49-53,73页

作者：王如彬周轶张志康华东理工大学信息学院认知神经动力学研究所上海200237

为了深入理解耳蜗的工作机制,研究了耳蜗中基底膜运动对不同频率和强度分辨能力的影响。针对原有的基底膜振动模型没有考虑外毛细胞在运动过程中由于自身运动所具有的不同速度对基底膜频率响应的影响,使得原有模型无法全面阐述外毛细胞... 详细信息

为了深入理解耳蜗的工作机制,研究了耳蜗中基底膜运动对不同频率和强度分辨能力的影响。针对原有的基底膜振动模型没有考虑外毛细胞在运动过程中由于自身运动所具有的不同速度对基底膜频率响应的影响,使得原有模型无法全面阐述外毛细胞的主动共振作用,为此引入了外毛细胞在增加基底膜频率选择性的机械过程中的延时特性。仿真计算结果表明,修正后的模型完全符合外毛细胞自身作用机制的生理特征。从一个新的角度诠释了外毛细胞运动对基底膜振动作用的贡献。

关键词：基底膜运动外毛细胞主动耦合性频率选择性延时特性

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嗅球神经系统的发放模式与同步运动

振动与冲击 2018年第14期37卷 51-58页

作者：景雷程王如彬诸震宇华东理工大学认知神经动力学研究所上海200237

在嗅觉神经系统的信号传导过程中,僧帽细胞同步振荡活动模式的变化对于嗅球的编码与解码是十分重要的。为了研究颗粒细胞和球旁细胞如何影响僧帽细胞的同步发放,构造了僧帽细胞、颗粒细胞和球旁细胞这三种细胞的动力学模型,通过数值模... 详细信息

在嗅觉神经系统的信号传导过程中,僧帽细胞同步振荡活动模式的变化对于嗅球的编码与解码是十分重要的。为了研究颗粒细胞和球旁细胞如何影响僧帽细胞的同步发放,构造了僧帽细胞、颗粒细胞和球旁细胞这三种细胞的动力学模型,通过数值模拟得到了这三种细胞的发放模式。并通过构建网络模型,比较了各种不同细胞和在网络条件下它们之间的发放的差别。最后分析僧帽细胞群的同步运动,发现颗粒细胞和球旁细胞的抑制性作用促进了僧帽细胞的同步性。

关键词：嗅觉神经网络僧帽细胞颗粒细胞球旁细胞同步性

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耳蜗毛细胞活动的神经动力学分析

应用数学和力学 2019年第2期40卷 139-149页

作者：戎伟峰王如彬华东理工大学理学院认知神经动力学研究所上海200237

为了更深刻地了解耳蜗毛细胞活动的神经动力学机制,建立了基于Hodgkin-Huxley方程的毛细胞模型,通过数值模拟对不同声音频率刺激时的毛细胞膜电位、功率和能量消耗进行了神经动力学分析.研究结果表明:声音频率在0.1～20 k Hz范围内,外... 详细信息

为了更深刻地了解耳蜗毛细胞活动的神经动力学机制,建立了基于Hodgkin-Huxley方程的毛细胞模型,通过数值模拟对不同声音频率刺激时的毛细胞膜电位、功率和能量消耗进行了神经动力学分析.研究结果表明:声音频率在0.1～20 k Hz范围内,外毛细胞膜电位的衰减低于内毛细胞,而外毛细胞功率和能量消耗的增益远高于内毛细胞.外毛细胞膜电位的低衰减、功率和能量消耗的高增益支持了外毛细胞的放大作用是由电致运动驱动的.对耳蜗毛细胞膜电位、功率和能量消耗的研究结果有助于深刻了解毛细胞活动的神经动力学性质.

关键词：毛细胞声音频率膜电位功率外毛细胞放大

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基于神经能量场梯度的智力探索

振动与冲击 2017年第2期36卷 7-12,22页

作者：王毅泓王如彬朱雅婷华东理工大学认知神经动力学研究所上海200237

啮齿类动物可以在海马中形成代表环境的认知地图来解决空间问题。在经典的认知地图模型中,系统需要大量物理探索来学习空间环境,从而解决寻路问题,这个过程会耗费大量时间和能量。虽然Hopfield的智力探索模型弥补了这个缺陷,但是该模型... 详细信息

啮齿类动物可以在海马中形成代表环境的认知地图来解决空间问题。在经典的认知地图模型中,系统需要大量物理探索来学习空间环境,从而解决寻路问题,这个过程会耗费大量时间和能量。虽然Hopfield的智力探索模型弥补了这个缺陷,但是该模型并没有关注路径的高效性。并且这个模型主要来自于人工神经网络,缺乏明确的生理学意义。该计算模型在智力探索概念的基础上,运用神经能量编码的理论来解决路径搜索问题:该模型通过位置细胞集群的发放功率构建一种能量场,并计算能量场的梯度,进而用梯度向量来研究智力探索问题。研究结果表明提出的这种新的智力探索模型不仅可以更高效地找到优化路径,而且呈现了具有生物物理学意义的学习过程。这种新思路验证了位置细胞和突触对空间记忆的重要性以及能量编码的有效性,为了解空间记忆的神经动力学机制提供了理论基础。

关键词：认知地图智力探索能量编码能量场能量场梯度

刺激作用下大规模神经元群的随机非线性演化模型及动态神经编码

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生物医学工程学杂志 2006年第2期23卷 243-247页

作者：王如彬喻伟华东理工大学信息科学与工程学院脑信息处理与认知神经动力学研究室东华大学理学院力学研究中心

在前期研究工作的基础上,我们考虑外刺激作用下神经振子群对信息的处理及神经编码的动态演化。通过对模型的数值分析,得到了在三维空间用于描述神经元群内神经元放电过程时的数密度随时间演化的图像,即神经编码的动态演化。数值分析的... 详细信息

在前期研究工作的基础上,我们考虑外刺激作用下神经振子群对信息的处理及神经编码的动态演化。通过对模型的数值分析,得到了在三维空间用于描述神经元群内神经元放电过程时的数密度随时间演化的图像,即神经编码的动态演化。数值分析的结果表明该模型能够用来描述大量相互作用神经元在刺激下神经编码的演化过程,研究证明只有在适当的刺激强度下神经元之间的耦合强度与耦合结构才能发生改变,从而体现了神经元的可塑性变化。

关键词：外刺激强度神经元的非线性耦合 FPK方程数密度群编码

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大脑皮层信号作用下人体步态节律运动的探讨

中国生物医学工程学报 2010年第2期29卷 247-252页

作者：董玮王如彬张志康华东理工大学信息科学与工程学院认知神经动力学研究所华东理工大学理学院数学系上海200237

节律运动是由中枢模式发生器自激产生的。目前的中枢模式发生器(CPG)建模研究仅表现了CPG的自激行为,对于人脑信号的调节性并没有涉及。本研究提出了基于Matsuoka神经振荡器的CPG模型的修正模型,目的在于以这一修正模型体现大脑皮层信... 详细信息

节律运动是由中枢模式发生器自激产生的。目前的中枢模式发生器(CPG)建模研究仅表现了CPG的自激行为,对于人脑信号的调节性并没有涉及。本研究提出了基于Matsuoka神经振荡器的CPG模型的修正模型,目的在于以这一修正模型体现大脑皮层信号对于CPG网络的调控性。通过对原有模型中输入刺激与网络内部参数的复杂关联的构建,使得模型本身各参数随输入信号的变化而变化,增强了输入信号对于网络自身的影响,令网络不局限于自激状态,还能够产生自我调节的运动形式,从而体现出大脑信号的调控作用。数值模拟计算结果表明,修正后的模型随着输入刺激的变化可以产生不同模式及不同频率的运动形式,且各不同形式之间可以相互转换,从而在理论上很好地反映出大脑信号在步态节律运动过程中,对步态的模式和频率所起到的一定的调节作用,实现了各种步态运动之间的行为转换及恢复的功能,从理论上实现了自发节律与大脑调节性节律运动的共存性,做到大脑信号与CPG模型的统一。

关键词：中枢模式发生器步态运动节律运动大脑皮层信号转换功能

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视知觉条件下步态运动的神经编码综述

振动与冲击 2016年第21期35卷 87-95页

作者：朱凤云王如彬潘晓川上海华东理工大学理学院认知神经动力学研究所上海200237

神经编码理论的研究,对于了解大脑内部工作机制以及对于人工智能、脑-机接口等技术的应用前景都具有重要意义。通过分析目前常用的几种视知觉神经编码的原理、方法,评价它们各自的优缺点,发现无论是单个神经元层次上还是多个神经元层次... 详细信息

神经编码理论的研究,对于了解大脑内部工作机制以及对于人工智能、脑-机接口等技术的应用前景都具有重要意义。通过分析目前常用的几种视知觉神经编码的原理、方法,评价它们各自的优缺点,发现无论是单个神经元层次上还是多个神经元层次上,甚至是网络层次上的编码方式,由于神经元之间复杂的非线性耦合方式,用计算模型来描述视知觉功能都存在一定的困难。基于这样一种研究现状,进一步分析了一种新的简单有效的编码方式-神经能量编码,此编码与现有的其他编码相互结合,有望解决原有编码所无法解决或无法解释的问题。在应用方面介绍了视知觉条件下的步态运动输出控制,分析讨论了目前人体步态运动控制的原理、研究方法及其面临的挑战。

关键词：神经编码能量编码群编码视觉 -运动整合步态运动

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有限大阻尼非线性非自治振动系统的渐近解

振动与冲击 1990年第1期9卷 48-53,64页

作者：王如彬张志康上海食品机械厂上海邮电职工大学

本文以 KBM 法为基础,研究了一类大阻尼非线性非自治振动系统 d^2x/dt^2+2n dx/dt+ω~2x=ef(x,dx/dt,vt),在非共振条件下的渐近解。并确定了极限环的振幅和稳定性的条件。

关键词：有限大阻尼非线性非自治振动系统渐近解 KBM法极限环振幅稳定性

一类振动系统在平稳Gauss激励下的响应分析

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振动与冲击 1989年第1期 66-72页

作者：王如彬张志康上海食品机械厂上海市邮电职工大学

本文提出了一类线性振动系统X(t)+2ζωX(t)十ω~2X(t)=F(t),在工程振动中常见的一种功率谱密度为φ/(ω~2+α~2)的Gauss平稳激励下,系统响应的时域解和频域解。并且证明了初始响应是一个演变的随机过程,指出响应的初始破坏的可能性是... 详细信息

本文提出了一类线性振动系统X(t)+2ζωX(t)十ω~2X(t)=F(t),在工程振动中常见的一种功率谱密度为φ/(ω~2+α~2)的Gauss平稳激励下,系统响应的时域解和频域解。并且证明了初始响应是一个演变的随机过程,指出响应的初始破坏的可能性是不容忽视的。今后的工作是进一步提出减少这种初始破坏的具体方案。

关键词：自相关函数频域解时域解 Gauss 绝对加速度协方差随机过程概率论振动系统初始响应响应分析