兴奋性作用诱发神经簇放电个数不增反降的分岔机制

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曹奔, 关利南, 古华光. 2018: 兴奋性作用诱发神经簇放电个数不增反降的分岔机制, 物理学报, 67(24): 57-70. doi: 10.7498/aps.67.20181675
引用本文: 曹奔, 关利南, 古华光. 2018: 兴奋性作用诱发神经簇放电个数不增反降的分岔机制, 物理学报, 67(24): 57-70. doi: 10.7498/aps.67.20181675
Cao Ben, Guan Li-Nan, Gu Hua-Guang. 2018: Bifurcation mechanism of not increase but decrease of spike number within a neural burst induced by excitatory effect, Acta Physica Sinica, 67(24): 57-70. doi: 10.7498/aps.67.20181675
Citation: Cao Ben, Guan Li-Nan, Gu Hua-Guang. 2018: Bifurcation mechanism of not increase but decrease of spike number within a neural burst induced by excitatory effect, Acta Physica Sinica, 67(24): 57-70. doi: 10.7498/aps.67.20181675

兴奋性作用诱发神经簇放电个数不增反降的分岔机制

Bifurcation mechanism of not increase but decrease of spike number within a neural burst induced by excitatory effect

  • 摘要: 非线性动力学在识别神经放电的复杂现象、机制和功能方面发挥了重要作用.不同于传统观念,本文提出了兴奋性作用可以降低而不是增加簇内放电个数的新观点.在簇放电模式休止期的适合相位施加强度合适的脉冲或自突触电流,能诱发簇内放电个数降低;电流的施加相位越早,所需的强度阈值越大,簇内放电个数越少.进一步,利用快慢变量分离获得的簇放电的动力学性质进行了理论解释.簇放电模式表现出低电位的休止期和高电位的放电的交替,存在于快子系统的鞍结分岔点和同宿轨分岔点之间;放电起始于鞍结分岔、结束于同宿轨分岔;越靠近同宿轨分岔从休止期跨越到放电所需的电流强度越大.因此,电流在休止期上的作用相位越早,就越靠近同宿轨分岔,因而从休止期跨越到放电需要的电流强度阈值越大,放电起始相位到同宿轨分岔之间的区间变小导致放电个数变少.研究结果丰富了非线性现象及机制,对兴奋性作用提出了新看法,给出了调控簇放电模式的新途径.
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出版历程
  • 刊出日期:  2018-12-30

兴奋性作用诱发神经簇放电个数不增反降的分岔机制

  • 同济大学航空航天与力学学院,上海,200092

摘要: 非线性动力学在识别神经放电的复杂现象、机制和功能方面发挥了重要作用.不同于传统观念,本文提出了兴奋性作用可以降低而不是增加簇内放电个数的新观点.在簇放电模式休止期的适合相位施加强度合适的脉冲或自突触电流,能诱发簇内放电个数降低;电流的施加相位越早,所需的强度阈值越大,簇内放电个数越少.进一步,利用快慢变量分离获得的簇放电的动力学性质进行了理论解释.簇放电模式表现出低电位的休止期和高电位的放电的交替,存在于快子系统的鞍结分岔点和同宿轨分岔点之间;放电起始于鞍结分岔、结束于同宿轨分岔;越靠近同宿轨分岔从休止期跨越到放电所需的电流强度越大.因此,电流在休止期上的作用相位越早,就越靠近同宿轨分岔,因而从休止期跨越到放电需要的电流强度阈值越大,放电起始相位到同宿轨分岔之间的区间变小导致放电个数变少.研究结果丰富了非线性现象及机制,对兴奋性作用提出了新看法,给出了调控簇放电模式的新途径.

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