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神经元作为神经活动结构和功能的最基本单元,一直是科学研究的热点问题。在实际的环境中,总是有很多的外界刺激影响神经元动力学活动,比如电流输入,热噪声,网络引起的噪声等等。人们建立了以Hodgkin-Huxley(HH)模型为基础的各种模型来模拟神经元的活动,以研究其动力学机制。
本文基于简化的二维Morris-Lecar(ML)神经元模型,研究了多种外界刺激对神经元模型的影响。输入持续直流电流,数值模拟结果表明,膜电压由于鞍结点分叉在一定的阈值上发生振荡现象,随输入强度的增大,以霍普夫分叉的形式回到静息状态;接着用脉冲电流模拟了神经元的不应期,时间总和效应,空间总和效应和电流适应性等;然后用高斯白噪声模拟了外界的噪声环境,结果表明,增大噪声强度可以减小神经元点火的阈值,提高神经元系统的兴奋性;最后研究了电突触和噪声强度对两个神经元耦合系统同步的影响,当耦合强度较小时,同步活动的范围非常狭窄,噪声起主要作用;当耦合强度增加时,同步活动的范围也随之增加,说明此时耦合强度对同步活动起主要作用。
在上述工作中,我们模拟了简单外界刺激对神经元模型的影响,这有利于进一步研究更复杂的外界条件下神经元系统的动力学行为,对于深入理解复杂外界条件对神经元系统及神经元网络的影响有理论意义。