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第三届全国神经动力学学术会议

作者：王毅泓王如彬华东理工大学理学院认知神经动力学研究所

神经元的电活动是神经编码问题的基础。传统的编码理论从动作电位、发放率等角度出发来描述神经元的电活动,这类研究如今都遇到了各自的瓶颈。而能量编码的方法从神经元活动的能量特征出发来研究神经编码问题,体现出了全局性和经济性等... 详细信息

神经元的电活动是神经编码问题的基础。传统的编码理论从动作电位、发放率等角度出发来描述神经元的电活动,这类研究如今都遇到了各自的瓶颈。而能量编码的方法从神经元活动的能量特征出发来研究神经编码问题,体现出了全局性和经济性等优势。本研究以Hodgkin-Huxley模型为基础,采用离子计数法和功率积分法分别计算了神经元在发放和阈下活动时的能量消耗,并且比较了这两种状态下各个离子通道的能量消耗特征,发现了在两种不同的状态下,离子通道的功率同步性以及能量利用率都有明显的差异,尤其是能量利用率,在阈下活动时逼近甚至超过100%,呈现出了一种提前透支能量的特征。这些都说明发放状态和阈下活动在能量层面具有本质区别,而能量消耗可以很好地刻画神经元的活动状态,这说明了能量编码方法的有效性及合理性。同时,在引入合理的突触能耗模型后,本研究可以很好地扩充到神经网络的群体能耗计算,在网络动态活动的能量消耗和认知行为的编码之间建立一个桥梁。

关键词： Hodgkin-Huxley模型发放活动阈下活动能量

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大脑皮层神经网络模型同步问题研究

大脑皮层神经网络模型同步问题研究

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第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：屈景怡王如彬中国民航大学电子信息工程学院天津市智能信号与图像处理重点实验室华东理工大学理学院理学院认知神经动力学研究所

本文对大脑皮层神经网络的震荡和同步状况进行了研究。分别构建了两种不同连接方式的神经网络,一种是随机网络,另一种是小世界网络。我们采用Izhikevich模型来仿真网络中的单个神经元,该模型不但能够仿真丰富的神经元放电行为,而且只有... 详细信息

本文对大脑皮层神经网络的震荡和同步状况进行了研究。分别构建了两种不同连接方式的神经网络,一种是随机网络,另一种是小世界网络。我们采用Izhikevich模型来仿真网络中的单个神经元,该模型不但能够仿真丰富的神经元放电行为,而且只有两个微分方程构成,计算简单,适合大规模的神经网络的计

关键词：大脑皮层神经网络随机网络小世界网络同步

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在有抑制性神经元的结构性神经网络中的能量分布特性与神经能量编码

在有抑制性神经元的结构性神经网络中的能量分布特性与神经能量编...

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第二届全国神经动力学学术会议

作者：方睿彦王如彬华东理工大学认知神经动力学研究所

从能量角度来分析和研究神经编码和解码问题是一种新的理论[1]。单个神经元的能量函数[2,3,4]以及结构性神经网络的神经能量分布和神经编码已经有了初步的研究成果[5]。然而此前在对结构性神经网络的研究中,并未将抑制性神经元考虑在内...

从能量角度来分析和研究神经编码和解码问题是一种新的理论[1]。单个神经元的能量函数[2,3,4]以及结构性神经网络的神经能量分布和神经编码已经有了初步的研究成果[5]。然而此前在对结构性神经网络的研究中,并未将抑制性神经元考虑在内[5]。本文通过数值仿真的方法研究存在抑制性神经元的皮层神经网络运行时神经元集群能量消耗特性和网络参数(抑制性神经元数量以及抑制性神经元的偶和强度)之间的关系。发现在相同刺激下,当这些参数改变时,能量分布的特征也随之有规律地改变。本文沿用了此前工作中负能量比的指标来表征神经振荡的同步性[5],通过大量的数值计算发现了能量的分布特征和神经元集群的同步性有着密切的关系。在表征同步性方面,本文将负能量比的指标和传统的相关性系数的方法进行比较,结果表明负能量比的指标能更好地表征由于网络参数变化而导致的神经振荡的差异。

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膜电位自发高低两态活动中的自发发放研究

膜电位自发高低两态活动中的自发发放研究

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第四届全国神经动力学学术会议

作者：徐旭颖王如彬华东理工大学理学院认知神经动力学研究所

膜电位高低态之间的切换被认为是一种重要的自发周期性活动。这种振荡总是伴随着自发的放电活动。我们以往的理论研究主要着眼于阈下的高低态转换及其动力学特性。本文基于改进的网络模型研究高低两态切换的阈上自发放电活动。模拟结果... 详细信息

膜电位高低态之间的切换被认为是一种重要的自发周期性活动。这种振荡总是伴随着自发的放电活动。我们以往的理论研究主要着眼于阈下的高低态转换及其动力学特性。本文基于改进的网络模型研究高低两态切换的阈上自发放电活动。模拟结果表明,快速钠电流对自发神经放电的产生至关重要,而持续钠电流在自发振荡中起作用。神经元内部快速和持续性钠动力学共同影响自发放电速率和高低两态行为的同步活动。另一方面,阻断兴奋性突触传递会引起神经放电活动的减少,但仍有少量自发放电维持。该模拟结果与实验结果基本一致。通过对仿真结果的观察以及与实验结果的对比分析,证明了该模型的有效性,从而可以利用该模型研究网络的其它性质和特征,为进一步开展皮层活动研究奠定基础。

关键词：高低两态自发发放内部钠动力学兴奋性阻断

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神经元高低状态切换发放的神经动力学

神经元高低状态切换发放的神经动力学

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第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：徐旭颖王如彬华东理工大学理学院认知神经动力学研究所

动物不同的行为状态反映在大脑中是由脑整体活动的不同模式引起的。神经电生理实验表明,动物在被麻醉条件下的初级视皮层可以观察到慢波睡眠现象[1,2,3],而从非麻醉动物清醒状态下体感皮层所观察到的现象中发现[4],神经元

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葡萄糖对神经动力学的影响

葡萄糖对神经动力学的影响

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中国力学大会-2015

作者：郑洪雯王如彬华东理工大学认知神经动力学研究所

建立了一种基于离子通道的神经元模型,模拟了神经元在不同葡萄糖含量条件下的发放情况,并进一步探究了与神经元发放相关的离子通道特性。

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高抗冻和抗除冰盐剥蚀性混凝土在高等级公路中的应用

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公路 2000年第11期45卷 8-11页

作者：杨全兵张树青黄士元郭荣泰王如彬同济大学材料学院材料工程研究所上海市200433 黑龙江省交通厅黑龙江省交通研究所

介绍高抗冻和抗盐冻剥蚀性混凝土高等级公路的设计、试验和施工的情况。实验室和现场撒盐破坏均表明在保证等抗压强度、等水泥用量和坍落度的条件下 ,按抗冻 (包括盐冻 )耐久性设计的混凝土 ,其抗冻 (包括盐冻 )

关键词：混凝土配合比设计抗冻性抗盐冻性公路

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多巴胺对记忆的影响

多巴胺对记忆的影响

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中国力学大会-2015

作者：印肖霞王如彬华东理工大学认知神经动力学研究所

在纹状体多巴胺模型和单神经元模型的整合模型的基础上来探讨多巴胺对短时记忆和长时记忆的影响。

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基于H-H方程的抑郁症大鼠伏隔核中型多棘神经元建模及能量分析

基于H-H方程的抑郁症大鼠伏隔核中型多棘神经元建模及能量分析

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第四届全国神经动力学学术会议

作者：李沅汐王如彬华东理工大学理学院认知神经动力学研究所

抑郁症是当前世界上最普遍且极度威胁生命的神经精神疾病之一。从根本上攻克抑郁症,需要从认知神经动力学的角度探索抑郁症的编码模式。本文的研究对象为多巴胺环路的中脑腹侧被盖区中的伏隔核中型多棘神经元,依据抑郁症大鼠与正常大鼠... 详细信息

抑郁症是当前世界上最普遍且极度威胁生命的神经精神疾病之一。从根本上攻克抑郁症,需要从认知神经动力学的角度探索抑郁症的编码模式。本文的研究对象为多巴胺环路的中脑腹侧被盖区中的伏隔核中型多棘神经元,依据抑郁症大鼠与正常大鼠的神经元发放模式的不同,以H-H方程为基础,结合生理学与行为学特点进行建模仿真,得到了抑郁症大鼠中型多棘神经元细胞的一种数值模拟方法,并从能量角度进行分析。相应的结论如下:(1)当钠离子通道最大电导在理论范围内增大时,其发放延迟时间对应减小;(2)在同样大小的刺激电流刺激下,抑郁症大鼠的发放次数较正常对照组大鼠多;(3)当钾离子通道最大电导在理论范围内增大时,动作电位对应刺激电流阈值增大。综合以上的分析,本文最终模拟得到了正常大鼠与抑郁症大鼠的不同的发放模式图。模拟结果与实验得到的结果相同,且参数设置等完全符合生理学实验结论。同时,后续进行的能量分析显示,抑郁症组存在较低能量水平但频率更高的发放,但负能量占比更高,这一现象也与抑郁症的行为特点吻合。本文的意义在于利用H-H方程首次建立了抑郁症大鼠伏隔核中的单个神经元发放模型,并进行了能量角度的分析。未来的研究将以此模型为基础,逐步建立相应的集群模型、网络模型与神经环路模型。

关键词：抑郁症中型多棘神经元 H-H模型神经能量

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Neurodynamics analysis of brain information transmission

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Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2009年第11期30卷 1415-1428页

作者：王如彬张志康 Chi K. Tse Institute for Cognitive Neurodynamics School of Information Science and EngineeringEast China University of Science and Technology Institute for Cognitive Neurodynamics School of Information Science and EngineeringEast China University of Science and Technology Department of Electronic and Information Engineering The Hong Kong Polytechnic UniversityKowloon

This paper proposes a model of neural networks consisting of populations of perceptive neurons, inter-neurons, and motor neurons according to the theory of stochastic phase resetting dynamics. According to this model, the dynamical characteristics of neural networks are studied in three coupling cases, namely, series and parallel coupling, series coupling, and unilateral coupling. The results show that the indentified structure of neural networks enables the basic characteristics of neural information processing to be described in terms of the actions of both the optional motor and the reflected motor. The excitation of local neural networks is caused by the action of the optional motor. In particular, the excitation of the neural population caused by the action of the optional motor in the motor cortex is larger than that caused by the action of the reflected motor. This phenomenon indicates that there are more neurons participating in the neural information processing and the excited synchronization motion under the action of the optional motor.

关键词： serial and parallel model of neural networks phase coding synchronousmotion perception neuron inter-neuron motor neuron population of neural oscillators

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