动力学与控制学报
動力學與控製學報
동역학여공제학보
JOURNAL OF DYNAMICS AND CONTROL
2009年
2期
183-187
,共5页
θ相移%脉冲神经元模型%脉冲时间相关的突触可塑性%顺序记忆
θ相移%脈遲神經元模型%脈遲時間相關的突觸可塑性%順序記憶
θ상이%맥충신경원모형%맥충시간상관적돌촉가소성%순서기억
θ相移是在大鼠海马中发现的位置细胞放电的特殊模式.随着大鼠在某个位置场中行进,相应位置细胞发放脉冲的相位(相对于局部电位中的θ节律)会逐渐提前.一些学者认为,该现象可以将大鼠在运动中所经过的一系列位置场的顺序编码成时间上压缩,并且多次重复出现的脉冲模式,因此可以促进大鼠对其在运动中经过的空间位置的顺序的记忆.本文建立了一个模型,对该现象进行了研究.首先,本文建立了能够产生θ相移现象的单个海马神经元模型.这一模型建立在HartJsKD等及MageeJC的电生理实验研究的基础上,根据神经元真实的生理特性来建模.并且以整合与发放的脉冲神经元模型取代H-H模型,大大简化了计算量.而模拟结果又能较好的重现实验中真实神经元的表现.为了研究θ相移对空间位置顺序记忆的作用,在单神经元模型的基础上,又建立了一个基于STDP的学习型神经网络.通过对网络的研究发现,空间位置顺序的信息在模拟中只要输入一次,就可以使该网络对这一顺序形成一定程度的记忆,并且有一定的比率能达到很高的准确率.而如果在单神经元模型中去除θ相移功能,则在单次学习过程中,根本无法形成对空间位置顺序的记忆,代表各个空间位置的神经元几乎同时发放,基本上不能代表顺序信息.
θ相移是在大鼠海馬中髮現的位置細胞放電的特殊模式.隨著大鼠在某箇位置場中行進,相應位置細胞髮放脈遲的相位(相對于跼部電位中的θ節律)會逐漸提前.一些學者認為,該現象可以將大鼠在運動中所經過的一繫列位置場的順序編碼成時間上壓縮,併且多次重複齣現的脈遲模式,因此可以促進大鼠對其在運動中經過的空間位置的順序的記憶.本文建立瞭一箇模型,對該現象進行瞭研究.首先,本文建立瞭能夠產生θ相移現象的單箇海馬神經元模型.這一模型建立在HartJsKD等及MageeJC的電生理實驗研究的基礎上,根據神經元真實的生理特性來建模.併且以整閤與髮放的脈遲神經元模型取代H-H模型,大大簡化瞭計算量.而模擬結果又能較好的重現實驗中真實神經元的錶現.為瞭研究θ相移對空間位置順序記憶的作用,在單神經元模型的基礎上,又建立瞭一箇基于STDP的學習型神經網絡.通過對網絡的研究髮現,空間位置順序的信息在模擬中隻要輸入一次,就可以使該網絡對這一順序形成一定程度的記憶,併且有一定的比率能達到很高的準確率.而如果在單神經元模型中去除θ相移功能,則在單次學習過程中,根本無法形成對空間位置順序的記憶,代錶各箇空間位置的神經元幾乎同時髮放,基本上不能代錶順序信息.
θ상이시재대서해마중발현적위치세포방전적특수모식.수착대서재모개위치장중행진,상응위치세포발방맥충적상위(상대우국부전위중적θ절률)회축점제전.일사학자인위,해현상가이장대서재운동중소경과적일계렬위치장적순서편마성시간상압축,병차다차중복출현적맥충모식,인차가이촉진대서대기재운동중경과적공간위치적순서적기억.본문건립료일개모형,대해현상진행료연구.수선,본문건립료능구산생θ상이현상적단개해마신경원모형.저일모형건립재HartJsKD등급MageeJC적전생리실험연구적기출상,근거신경원진실적생리특성래건모.병차이정합여발방적맥충신경원모형취대H-H모형,대대간화료계산량.이모의결과우능교호적중현실험중진실신경원적표현.위료연구θ상이대공간위치순서기억적작용,재단신경원모형적기출상,우건립료일개기우STDP적학습형신경망락.통과대망락적연구발현,공간위치순서적신식재모의중지요수입일차,취가이사해망락대저일순서형성일정정도적기억,병차유일정적비솔능체도흔고적준학솔.이여과재단신경원모형중거제θ상이공능,칙재단차학습과정중,근본무법형성대공간위치순서적기억,대표각개공간위치적신경원궤호동시발방,기본상불능대표순서신식.