检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

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

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

认知神经科学中蕴藏的力学思想与应用

力学进展 2020年第1期50卷 450-505页

作者：王如彬王毅泓徐旭颖潘晓川华东理工大学认知神经动力学研究所上海200237 杭州电子科技大学计算机学院杭州310018

该文系统总结了作者团队在脑科学领域内提出的神经能量理论与方法,以及力学与神经能量理论之间的内在联系.着重介绍了如何运用分析动力学的思想构建一个与H-H模型等效的W-Z神经元模型.并以此为基础,在神经科学领域内提出了以神经能量为... 详细信息

该文系统总结了作者团队在脑科学领域内提出的神经能量理论与方法,以及力学与神经能量理论之间的内在联系.着重介绍了如何运用分析动力学的思想构建一个与H-H模型等效的W-Z神经元模型.并以此为基础,在神经科学领域内提出了以神经能量为核心的大尺度神经科学模型和大脑全局神经编码的理论框架.在包括视知觉等多个感知觉神经系统的信息处理、大脑的智力探索以及预测神经元新的工作机制、解释神经科学难以解释的实验现象等方面,证实了这个新颖的神经元模型所展现出来的独特功能与优势.由于可塑性是认知神经科学与智能行为的核心,通过蛋白质分子机器的经典力学分析,进一步阐明了神经元的可塑性和神经发育不仅仅只是生物化学反应过程,力学的作用与贡献也是不可或缺的重要因素.表明了力学科学在神经科学、生命科学中的研究思想及其内在逻辑的深远影响.这些研究对于今后推动实验神经科学与理论神经科学的融合,摒弃神经科学领域中还原论与整体论研究方法中的不足,并将它们各自的优点进行有效地整合,促进力学科学的理论与方法的渗透是极其重要的.

关键词：脑科学力学神经元模型大尺度神经科学神经动力学神经能量理论

默认模式网络与任务正网络之间相互拮抗的神经动力学分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

应用数学和力学 2019年第2期40卷 127-138页

作者：程现军王毅泓王如彬华东理工大学认知神经动力学研究所上海200237

任务正激活与任务负激活的工作机制是认知功能实现的基本要素.这一拮抗关系的失衡或者受损可能会引发一系列严重的退行性神经疾病,然而到目前为止,尚不清楚这种拮抗现象的神经机制.该文基于默认模式网络与任务正网络在突触层面上相互抑... 详细信息

任务正激活与任务负激活的工作机制是认知功能实现的基本要素.这一拮抗关系的失衡或者受损可能会引发一系列严重的退行性神经疾病,然而到目前为止,尚不清楚这种拮抗现象的神经机制.该文基于默认模式网络与任务正网络在突触层面上相互抑制的假设,并结合多种刺激条件下的工作记忆模型,进行了计算机数值模拟.研究结果表明:1)任务正网络与任务负网络之间在神经活动上呈现出拮抗关系; 2)伴随着工作记忆刺激方向数目的增加,任务负网络神经活动的衰减程度会随之增大; 3)当工作记忆相关的脑区其神经活动增加时,任务负网络的神经活动减少;4)并且随着工作记忆任务难度的增加,任务负网络的神经活动会迅速衰减.这些计算结果都与神经科学实验数据是匹配的.由于任务负激活是默认模式网络的主要特征,因此默认模式网络与任务正网络在突触层面上的相互抑制是这两种不同性质网络之间形成拮抗关系的根本原因.

关键词：任务正激活任务负激活默认模式网络工作记忆拮抗关系

基于Hodgkin-Huxley模型的神经元供能-耗能特征的计算

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于Hodgkin-Huxley模型的神经元供能-耗能特征的计算

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

关于fMRI血液动力学现象中神经耦合机制的讨论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

关于fMRI血液动力学现象中神经耦合机制的讨论

第四届全国神经动力学学术会议

作者：彭俊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

神经活动伴随着大脑血流量(CBF)和血氧饱和度的变化而变化,虽然这种变化可用功能磁共振成像(fMRI)技术检测,但这种变化的生理学机制尚不清楚。特别是大脑的某个脑区被激活以后经过7～8秒的延迟,脑血流的变化才会大幅增加这一实验现象[1]... 详细信息

神经活动伴随着大脑血流量(CBF)和血氧饱和度的变化而变化,虽然这种变化可用功能磁共振成像(fMRI)技术检测,但这种变化的生理学机制尚不清楚。特别是大脑的某个脑区被激活以后经过7～8秒的延迟,脑血流的变化才会大幅增加这一实验现象[1],神经科学界并没有给出一个科学的解释。用定量的分析方法阐明这一实验现象的生理学机制,不仅对于理解大脑的工作原理而且对于建立大脑功能的全局神经模型具有重要的科学意义。基于这个目的,本文以视觉系统的解剖学结构为基础,构建了一个大规模的视觉神经网络,用来模拟视觉刺激条件下大脑的血液动力学现象。在方法上本文以NADH和NAD浓度的比值为脑血流的调控变量[2],同时引入脑糖原在能量代谢和血流动力学中的作用[3],通过计算机数值模拟,定量化再现了功能性核磁共振(fMRI)中的血液动力学现象。研究结果表明我们先前发表的由Wang-Zhang神经元模型所揭示的负能量机制[4-5]在控制大脑的血液动力学现象中起着十分重要的作用。

关键词： fMRI 神经编码神经网络负能量脑糖原

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

三维空间中位置细胞网络的能量模型

三维空间中位置细胞网络的能量模型

第四届全国神经动力学学术会议

作者：王毅泓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

位置细胞是大脑空间表示系统的重要组成单元。对位置细胞的研究已经积累了大量的实验数据和经典的模型[1]。然而,当前有一个重要的问题还没有得到充分的探究,即位置细胞是如何表达实际的三维空间的[2]。本研究采用能量编码的方法对该问... 详细信息

位置细胞是大脑空间表示系统的重要组成单元。对位置细胞的研究已经积累了大量的实验数据和经典的模型[1]。然而,当前有一个重要的问题还没有得到充分的探究,即位置细胞是如何表达实际的三维空间的[2]。本研究采用能量编码的方法对该问题做出了初步探讨。能量编码的观点认为神经信息可以由神经能量来表达,而由于能量的全局性和线性可加性特征,采用能量的方法进行神经建模有着明显的优势[3]。在本研究中,我们采用一个简单的前馈网络来为三维空间中的位置细胞进行能量层面的建模,通过神经能量定义了位置野和位置野中心,并测试了模型在三维空间中的定位功能。结果表明,该模型有效模拟了位置细胞在三维空间中的基本活动特征,不同的细胞获得了特定的空间选择性,位置野大小和能量消耗也各有差异;同时,定位误差也被限制在了一个合理的范围中,模型结果与实验现象吻合良好[4]。因此,这是一个采用能量编码方法表达三维空间的有效模型,证实了大脑在编码三维空间信息时的能量高效性原则,为进一步建立统一的三维空间表示系统的脑模型打下了基础。

关键词：位置细胞三维空间能量编码空间选择性定位系统

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

重力调制的三维空间网格细胞模型

重力调制的三维空间网格细胞模型

第十八届全国非线性振动暨第十五届全国非线性动力学和运动...

作者：王毅泓徐旭颖王如彬华东理工大学理学院杭州电子科技大学计算机学院

动物觅食、躲避危险等对生存至关重要的行为都依赖于空间认知,目前已经发现了多种神经元参与对空间信息的编码。其中,内嗅皮层的网格细胞整合了动物运动的方向和速度信息,产生空间周期性的放电模式,为动物运动提供了一套坐标系统。但经... 详细信息

动物觅食、躲避危险等对生存至关重要的行为都依赖于空间认知,目前已经发现了多种神经元参与对空间信息的编码。其中,内嗅皮层的网格细胞整合了动物运动的方向和速度信息,产生空间周期性的放电模式,为动物运动提供了一套坐标系统。但经典的研究只考虑了网格细胞在二维平面上的活动模式,该坐标系统如何在实际的三维空间中工作仍没有结论。我们建立了一个重力调制的振荡干涉模型来研究啮齿类动物网格细胞在三维空间中的活动模式。通过重力方向作为参考的定向信号,该模型可以在三维空间中一些特殊曲面上产生"类网格"形式的放电活动,并成功复现了大鼠实验中记录到的现象。我们进一步分析了三维空间中网格细胞的"路径积分"功能,导出了准确执行"路径积分"所需要的条件。本研究为平面运动的动物如何感知、计算和编码三维空间信息提供了可能的解释,有助于我们理解动物如何在脑内对外部物理世界形成"认知地图"。

关键词：空间认知网格细胞三维空间路径积分

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

θ节律刺激对于记忆性能的分析研究

θ节律刺激对于记忆性能的分析研究

中国力学大会-2015

作者：朱雅婷王如彬王毅泓华东理工大学认知神经动力学研究所

运用改进的钙子系统所控制具有双稳定性能的C-W模型,通过模拟TBS刺激形式,将其作为该工作记忆模型的初始刺激。

关键词：

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

基于神经能量场梯度的智力探索

基于神经能量场梯度的智力探索

中国力学大会-2015

作者：王毅泓王如彬朱雅婷华东理工大学理学院认知神经动力学研究所

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。

关键词：