计算物理

作者：李艳妮, 王春妮

关键词：光敏神经元, 能量分布, 非线性突触, 同步

在神经元电路中加入光电管构造一个典型的光敏神经元电路, 该神经元电路在不同频率的周期光电流刺激下呈现生物神经元典型的放电模态, 经过标度变换得到无量纲的光敏神经元模型和能量函数。研究发现: 神经元的放电模态和系统能量相关。用滤波后的混沌光电流信号刺激时, 该神经元呈现混沌放电模态且随着滤波信号强度的增大, 神经元放电模态和能量发生显著变化。考虑到神经突触的多样性及可塑性, 用一个非线性电阻耦合两个光敏神经元电路, 研究周期信号及经滤波后的混沌光电流信号刺激下两个光敏神经元电路在不同初始放电模态下的同步情况及能量在系统内部的流动与转移, 同时研究噪声对同步状态及系统能量的影响。结果表明: 周期光电流刺激下, 耦合系统在任何初始模态下都不能实现完全同步, 耦合强度始终在波动, 两系统能量不能平衡; 一定强度噪声有利于周期光电流刺激下初始态为簇放电模态的两个耦合全同光敏神经元电路的同步但不能使初始态为混沌态的神经元达到同步。适当强度的滤波混沌光电流信号能调节耦合系统间歇性相位锁定甚至于实现近似的相位同步。

来源：2025年第1期

《计算物理》期刊编辑部

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