具有周期边界的Fitzhugh-Nagumo方程整体解的存在唯一性与整体吸引子

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Hodgkin-Huxley(HH)模型是Hodgkin和Huxley在1952年通过对神经纤维中神经冲动传播的研究提出的,是用来描述神经元的轴突中膜电位和膜电流之间关系的微分方程组。该方程组是可兴奋细胞的经典模型。Fitzhugh-Nagumo(FHN)模型是对HH模型的简化。近些年来,对这类模型已做了大量的研究,但是对神经脉冲传导方程在外刺激下的研究还较少,研究此类方程不仅有理论意义,更有重要的实际背景。   首先,本文讨论了外刺激下具有周期边界的神经脉冲传导的FHN方程初边值问题,即如下的方程组   u1=uxx+f(u)-v+I1(x,t)(1)   v1=σu-γv+I2(x,t)(2)在周期边界   u(x+2d,t)=u(x,t),v(x+2d,t)=v(x,t)(3)及初始条件   u(x,0)=u0(x),v(x,0)=v0(x)(x∈Ω)(4)下整体解的存在性及唯一性问题。   其次,讨论了外刺激下具有耦合的FHN方程   u1t=u1xx+f(u1)+α(u2-u1)-v1+I3(x,t)(5)   u2t=u2xx+f(u2)+α(u1-u2)-v2+I4(x,t)(6)   v1t=σu1-γv1+I5(x,t)(7)   v2t=σu2-γv2+I6(x,T)(8)   在周期边界   ui(x+2D,t)=ui(x,t),vi(x+2D,t)=vi(x,t)i=1,2(9)   及初始条件   ui(x,0)=ui0(x),vi(x,0)=vi0(x)(x∈Ω)i=1,2(10)   下整体解的存在唯一性和整体吸引子的存在性问题。   其中,Ω=[0,2D],t∈[0,T](00,γ>1/2是已知常数,f(u),f(u1),f(u2)是已知实函数,u,u1,u2表示神经纤维中的电势,v,v1,v2与细胞膜的恢复机制有关,Ii(i=1,2,…6)是外部刺激。   具体研究内容如下:   第一,对与本文相关的神经脉冲传导的FHN方程及耦合的FHN方程一的发展和研究现状进行了简单的介绍:   第二,给出了一些重要概念和引理;   第三,利用Galerkin方法,证明了问题(1)-(4)和问题(5)-(10)整体解的存在性及唯一性,同时证明了问题(5)-(10)整体吸引子的存在性;   第四,对神经脉冲传导的FHN方程的研究作了某些展望。
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