一种新的有源忆阻器在耦合FHN神经网络中的应用 被引量：1

1

作者 罗佳 孙亮 乔印虎 《湖北理工学院学报》 2020年第4期5-11,共7页

设计了一个新的阈值双稳态局部有源忆阻器,通过理论分析和数值验证研究了其忆阻和局部有源特性。在该忆阻器数学模型的基础上,提出了一种忆阻突触耦合FHN神经网络。利用分岔图、Lyapunov指数、相位图和时序图研究了网络参数以及初始状... 设计了一个新的阈值双稳态局部有源忆阻器,通过理论分析和数值验证研究了其忆阻和局部有源特性。在该忆阻器数学模型的基础上,提出了一种忆阻突触耦合FHN神经网络。利用分岔图、Lyapunov指数、相位图和时序图研究了网络参数以及初始状态对其动力学行为的影响。研究发现,随着参数和初始状态变化,忆阻突触耦合FHN神经网络能够产生混沌行为,并在特定条件下出现复杂的共存吸引子,具有丰富的动力学特性。 展开更多

关键词 忆阻器 局部有源 fhn神经元 混沌 模拟电路

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基于FHN神经元随机共振的低剂量肺部CT图像增强 被引量：8

2

作者 王海玲 范影乐 +2 位作者 陈可 沈学丽 李轶 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期121-125,共5页

目的研究FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元在弱信号检测中的随机共振机制,实现低剂量肺部CT图像的增强。方法本文以低剂量肺部CT影像为例,在验证FHN神经元随机共振能够增强一维含噪信号有用信息的基础上,引入基于FHN神经元随机共振的图像增... 目的研究FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元在弱信号检测中的随机共振机制,实现低剂量肺部CT图像的增强。方法本文以低剂量肺部CT影像为例,在验证FHN神经元随机共振能够增强一维含噪信号有用信息的基础上,引入基于FHN神经元随机共振的图像增强方法:分别实现二维CT影像在行方向和列方向上的降维操作,以此作为FHN神经元随机共振的输入序列;FHN神经元的输出信号经过光栅扫描逆过程以及幅值映射放大处理后,通过判别器,完成低信噪比CT影像的增强。结果 FHN神经元随机共振方法增加了图像对比度,凸显影像中的有用信息。结论本文研究为图像增强技术在医学影像中的应用提供了一种有效的新思路。 展开更多

关键词 图像增强 低剂量肺部CT影像 fhn神经元 随机共振

原文传递

电磁刺激对FHN神经元系统的调控作用 被引量：9

3

作者 曲良辉 都琳 +2 位作者 胡海威 曹子露 邓子辰 《动力学与控制学报》 2020年第1期40-48,共9页

本文系统地研究了外加电磁刺激对FitzHugh-Nagum。(FHN)神经元系统动力学行为的调控作用。首先,在强非线性电磁感应的作用下,FHN神经元对外加电磁刺激的响应呈现显著的非线性变化特点,不仅能够产生混沌的放电现象,而且还出现了不同放电... 本文系统地研究了外加电磁刺激对FitzHugh-Nagum。(FHN)神经元系统动力学行为的调控作用。首先,在强非线性电磁感应的作用下,FHN神经元对外加电磁刺激的响应呈现显著的非线性变化特点,不仅能够产生混沌的放电现象,而且还出现了不同放电模式之间的转迁。其次,在电磁感应的作用下,周期振g的电磁刺激对Newman-Watts小世界的神经元网络的脉冲放电频率和同步性都能够进行有效地调控,不仅提高了神经元网络对局部弱激励信号的探测和响应能力,而且能有效地控制网络时空斑图从相位同步到完全同步的演化。本文的研究揭示了电磁刺激对单个神经元和神经元网络系统动力学行为的显著调控能力,有待为生理上应用电磁刺激辅助治疗精神疾病提供理论指导。 展开更多

关键词 fhn神经元 电磁刺激 混沌 模式转迁 斑图控制

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基于混沌量子粒子群的FHN神经元UWB信号检测 被引量：3

4

作者 陈博文 蒋磊 +1 位作者 刘潇文 张群 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第6期135-140,共6页

在UWB-IR信号检测中,针对目前所采用的量子粒子群FHN神经元模型易造成粒子群多样性降低,易陷入局部最优,导致求解精度不高的问题,对量子粒子群算法中量子更新参数引入混沌优化算法,提出了基于混沌量子粒子群算法的FHN神经元UWB-IR信号... 在UWB-IR信号检测中,针对目前所采用的量子粒子群FHN神经元模型易造成粒子群多样性降低,易陷入局部最优,导致求解精度不高的问题,对量子粒子群算法中量子更新参数引入混沌优化算法,提出了基于混沌量子粒子群算法的FHN神经元UWB-IR信号检测方法,分析了所提算法的收敛性,并对所提算法的性能进行仿真验证。仿真结果表明,所提算法与现有算法相比,可提高粒子群的多样性和算法的收敛速度,提高算法精度,实现多个系统参数同时最优,从不同噪声强度下自适应地检测出UWB-IR信号。 展开更多

关键词 超宽带 信号检测 fhn神经元模型 混沌量子粒子群

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FHN-ML电耦合神经元的发放模式和分岔分析 被引量：6

5

作者 杨雨潼 刘深泉 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2017年第3期306-313,共8页

以FitzHugh-Nagumo(FHN)和Morris-Leca(rML)神经元模型为基础,通过两个神经元的电耦合,构建一个FHNML模型。基于FHN-ML模型,研究外界刺激和时滞对FHN-ML模型发放模式的影响,并对该模型的簇放电类型进行分类。结果表明FHN-ML模型中ML神... 以FitzHugh-Nagumo(FHN)和Morris-Leca(rML)神经元模型为基础,通过两个神经元的电耦合,构建一个FHNML模型。基于FHN-ML模型,研究外界刺激和时滞对FHN-ML模型发放模式的影响,并对该模型的簇放电类型进行分类。结果表明FHN-ML模型中ML神经元发放模式对交流频率ω和钾离子平衡电位V_k改变非常敏感,可以得到不同的新型簇发放模式。随着时滞的增加,神经元放电先后经历混沌状态和周期簇放电,并且存在明显的加周期分岔现象。若应用快慢动力学分岔分析,将ML神经元中的慢变调节电流I作为分支参数,FHN-ML模型具有两种类型簇放电模式及其动力学性质。 展开更多

关键词 FitzHugh-Nagumo模型 Morris-Lecar模型 电耦合 fhn-ML模型 神经元

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时滞作用下忆阻耦合FHN-ML神经元模型的分岔分析 被引量：1

6

作者 张美娇 张建刚 +1 位作者 魏立祥 南梦冉 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2021年第10期1273-1278,共6页

通过构建时滞作用下忆阻耦合FHN-ML神经元模型,研究不同时滞对该神经元系统动力学行为的影响。利用Routh-Hurwitz判据和Hopf分岔定理证明FHN-ML神经元系统平衡点的稳定性及Hopf分岔的存在性。利用范式理论和中心流形定理进一步证明FHN-M... 通过构建时滞作用下忆阻耦合FHN-ML神经元模型,研究不同时滞对该神经元系统动力学行为的影响。利用Routh-Hurwitz判据和Hopf分岔定理证明FHN-ML神经元系统平衡点的稳定性及Hopf分岔的存在性。利用范式理论和中心流形定理进一步证明FHN-ML神经元系统的分岔方向及周期解的稳定性。通过Matlab软件绘制以反转电压和电流频率为双参的周期分岔图及以电流频率为单参的峰峰间期(ISI)分岔图,发现在时滞作用下,FHN-ML神经元系统的放电模式会产生延迟现象,且当增大时滞时,延迟程度加大,混沌放电区域减小,加周期分岔的周期数减小。所得分析结果有助于理解延迟效应对电磁辐射作用下的耦合神经元网络放电活动的影响。 展开更多

关键词 fhn-ML神经元模型 HOPF分岔 时滞 放电模式

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基于FHN神经元自适应多通道随机共振图像增强 被引量：2

7

作者 房涛 方琳灵 +1 位作者 刘艳 潘树文 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1521-1529,共9页

为了解决图像受到采集设备以及外界噪声干扰,导致图像质量出现不同程度退化的问题,提出一种基于FHN神经元自适应的多特征并行通道级联随机共振图像增强方法。首先将原始输入图像分解为朝向、亮度以及亮度对比度等特征信息独立通道;然后... 为了解决图像受到采集设备以及外界噪声干扰,导致图像质量出现不同程度退化的问题,提出一种基于FHN神经元自适应的多特征并行通道级联随机共振图像增强方法。首先将原始输入图像分解为朝向、亮度以及亮度对比度等特征信息独立通道;然后构建基于遗传算法的自适应随机共振多特征并行通道对输入信息流并行处理机制,通过遗传算法求解每一个通道FHN神经元随机共振系统的最优参数,以实现特定噪声自适应最优FHN神经元参数设置,达到非线性FHN神经元、图像信号以及噪声之间的共振协同作用;最终对并行多通道的输出特征增强信息进行融合,再通过一个级联FHN神经元对融合数据做深度优化,实现FHN神经元非线性系统和带噪声输入图像的最佳匹配。以本实验室基于常规微生物学实验需要而采集的菌落图作为实验对象,采用仿自然光悬浮式暗视野系,以F/1.4大光圈镜头,对培养后皮氏培养皿上所生长的菌落进行了千万像素级的成像。通过与其他图像增强算法实验结果的对比,证明了本方法的有效性和鲁棒性,PSNR值保持在35以上,在保持菌落图像细节的基础上,对原图像具有很好的增强效果。通过利用随机共振机制,设计的多特征独立通道的自适应随机共振信息增强处理方法,为图像增强方法提供了新的思路以及后续的图像处理任务提供了基础。 展开更多

关键词 fhn神经元 随机共振 遗传算法 并行通道 图像增强

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FHN神经元小世界网络随机共振下的弱信号增强 被引量：2

8

作者 房涛 范影乐 +1 位作者 蔡哲飞 武薇 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期361-369,共9页

考虑到生物神经系统显著的弱信号感知能力,提出一种基于概率随机重连的神经元动态连接小世界网络。首先为提高计算神经模型工作效率,本文改变了FHN神经元恢复变量和膜电位特征时间默认相等的思路,可灵活调整膜电位势函数的势垒高度以提... 考虑到生物神经系统显著的弱信号感知能力,提出一种基于概率随机重连的神经元动态连接小世界网络。首先为提高计算神经模型工作效率,本文改变了FHN神经元恢复变量和膜电位特征时间默认相等的思路,可灵活调整膜电位势函数的势垒高度以提高状态的跃迁概率;其次将改进后的FHN神经元作为网络节点,引入基于距离连接权重的动态突触的神经元节点互连模式,通过调整外部干扰和网络内部的噪声强度,使系统进入随机共振状态;最后根据FHN神经元输入输出信号之间的互相关系数,对网络各节点输出进行筛选和融合,从而实现弱信号增强还原。对多种形式的输入弱信号进行了实验,结果表明,本方案可以有效实现弱信号的还原和增强,不仅能保持周期信号频谱的一致性,还能使原始弱信号和系统输出信号的互相关系数保持在0.92以上。因此,基于FHN神经元的小世界网络,能够充分利用随机共振特性,为弱信号的增强复原也提供了一种新的思路。 展开更多

关键词 fhn神经元 小世界网络 随机共振 信号增强

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光敏FitzHugh-Nagumo神经元网络中的奇异态

9

作者 王馨玥 安新磊 王小童 《吉林大学学报(理学版)》 北大核心 2025年第3期915-923,共9页

在含有光电管的FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型基础上,将电感与光电管串联以构建光敏神经元模型.首先,通过数值仿真,绘制不同耦合强度下网络的时空图和膜电位相位图;其次,分别改变神经元外部激励源振幅和光电管输出电压振幅,计算对应... 在含有光电管的FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型基础上,将电感与光电管串联以构建光敏神经元模型.首先,通过数值仿真,绘制不同耦合强度下网络的时空图和膜电位相位图;其次,分别改变神经元外部激励源振幅和光电管输出电压振幅,计算对应参数下的序参量SI;最后,从正态分布中随机选取各神经元外部激励源振幅和光电管输出电压振幅的取值,构建非全同神经元网络,改变耦合强度和正态分布标准差并计算对应序参量SI.结果表明:在一定参数范围内,当耦合强度增大时,网络可从非同步过渡至奇异态,最终达到完全同步,适当的振幅取值可扩大奇异态对应的耦合强度区间;在非全同神经元网络中,奇异态对应的耦合强度区间与标准差的取值呈正相关. 展开更多

关键词 奇异态 fhn神经元模型 光敏神经元 同步

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具有脉冲耦合复杂时滞动力网络的同步 被引量：1

10

作者 张华 颜青 +1 位作者 吴泉军 周进 《动力学与控制学报》 2011年第4期348-351,共4页

考虑了一个具有脉冲耦合的复杂时滞动力网络的同步问题.基于脉冲时滞动力系统扩展的Halanay不等式,给出了网络同步的一个充分条件.所获结果表明,即使网络节点之间仅在一些离散时刻存在瞬时连接,网络仍然能够达到同步.进一步将所得结果... 考虑了一个具有脉冲耦合的复杂时滞动力网络的同步问题.基于脉冲时滞动力系统扩展的Halanay不等式,给出了网络同步的一个充分条件.所获结果表明,即使网络节点之间仅在一些离散时刻存在瞬时连接,网络仍然能够达到同步.进一步将所得结果应用于一个由混沌FHN神经元振子为动力节点所构成的一个无标度的动力网络,数值仿真结果表明了理论结果的正确性. 展开更多

关键词 复杂时滞动力网络 脉冲耦合 同步 混沌fhn振子

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描述神经元相互作用的非线性动力学方程的解析解 被引量：4

11

作者 吕翎 李成仁 《生物数学学报》 CSCD 1999年第1期28-31,共4页

神经系统是由大量神经元构成的非线性动力系统，动力学行为十分复杂ＦＨＮ模型提供了在该系统中观察时间周期振荡这种非线性现象的实验证据．本文利用扰动法从理论上求出了ＦＨＮ模型所给出的非线性动力学方程的解析解。

关键词 神经元 非线性系统 fhn模型 解析解

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基于脉冲控制下的复杂时滞动力网络的鲁棒同步

12

作者 周进 蔡水明 吴泉军 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2009年第1期28-32,共5页

近年来复杂网络已经引起了科学和工程技术等各个领域的广泛关注,尤其是复杂网络中的非线性动力学行为,以及网络的拓扑结构如何影响它的动力学行为的研究,已成为当前一项极其重要的战略课题。本文主要讨论基于脉冲控制下复杂时滞动力网... 近年来复杂网络已经引起了科学和工程技术等各个领域的广泛关注,尤其是复杂网络中的非线性动力学行为,以及网络的拓扑结构如何影响它的动力学行为的研究,已成为当前一项极其重要的战略课题。本文主要讨论基于脉冲控制下复杂时滞动力网络的同步动力学,应用时滞动力系统的脉冲控制理论,给出了复杂时滞动力网络的一些简单而又一般的鲁棒同步化准则,这些准则能够提供一个新的和有效的控制方法来同步一个任意给定的时滞动力网络到一个期望的同步态,进一步地将所获得的结果应用到由混沌FHN神经元振子为动力节点所构成的一个具有近邻耦合结构的复杂动力网络,数值模拟表明了所获理论结果的正确性和控制方法的有效性。 展开更多

关键词 鲁棒脉冲同步 复杂时滞动力网络 混沌fhn神经元振子

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兴奋性神经群体的非周期信息传输研究 被引量：4

13

作者 曹明明 王景 段法兵 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2009年第4期66-70,共5页

研究了FitzHugh-Nagumo(FHN)可兴奋性神经元的小世界网络模型中非周期信息传输的问题。此小世界网络模型的每个节点都是一个FHN神经元,每个神经元的输入为具有一定相关时间的高斯非周期信号,而内部噪声为强度相同但相互独立的高斯白噪... 研究了FitzHugh-Nagumo(FHN)可兴奋性神经元的小世界网络模型中非周期信息传输的问题。此小世界网络模型的每个节点都是一个FHN神经元,每个神经元的输入为具有一定相关时间的高斯非周期信号,而内部噪声为强度相同但相互独立的高斯白噪声。数值结果表明,随着噪声强度的增加,输入输出信号的相关系数出现了非周期随机共振现象。连接度对于非周期信号传输性能影响有限。对于两个不同小世界网络的互相关进行了分析以期提高信息传递率。这些研究结果对于复杂系统信号处理理论具有重要意义。 展开更多

关键词 小世界网络 fhn神经元模型 非周期随机共振 相关系数

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眼底视网膜血管多级分割的随机共振方法 被引量：1

14

作者 杜宇华 范影乐 武薇 《航天医学与医学工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期650-658,共9页

目的改善眼底视网膜低对比度血管的检测性能,提高眼部疾病临床辅助诊断的效率和准确率。方法提出了一种基于随机共振机制的眼底视网膜血管多级分割方法。首先用图像信号和附加噪声,获取全局意义下的FHN神经元非线性模型的最佳随机共振响... 目的改善眼底视网膜低对比度血管的检测性能,提高眼部疾病临床辅助诊断的效率和准确率。方法提出了一种基于随机共振机制的眼底视网膜血管多级分割方法。首先用图像信号和附加噪声,获取全局意义下的FHN神经元非线性模型的最佳随机共振响应,对高等级强度信号进行检测;然后将输入信号定义为去除高对比度血管的局部图像,优化参数后,再对低等级强度信号进行检测。最后融合多级随机共振响应,得到眼底视网膜血管的分割结果。结果以DRIVE图像库为例,分别与两位专家手动分割结果进行灵敏度Sn的定量比较,本文方法得到的结果平均值较高,差值分别为0.2007、0.1817。结论本文方法充分利用了噪声对于弱信号检测与分割作用,对低强度等级血管的分割上面优势明显。 展开更多

关键词 眼底视网膜 血管分割 随机共振 fhn神经元

原文传递

电磁效应下耦合时滞神经元动力学分析 被引量：1

15

作者 何沛妍 杨丽新 +1 位作者 党元辰 顾梓玉 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期96-104,共9页

考虑神经元内外电磁场分布的变化和时滞的存在,提出一个新的耦合FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型,并研究了时滞和电流刺激对该神经元模型稳定性的影响.首先,在平衡点处分析该模型的稳定性,判断Hopf分岔的存在性,得到临界时滞的值;其次,... 考虑神经元内外电磁场分布的变化和时滞的存在,提出一个新的耦合FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型,并研究了时滞和电流刺激对该神经元模型稳定性的影响.首先,在平衡点处分析该模型的稳定性,判断Hopf分岔的存在性,得到临界时滞的值;其次,将中心流形定理和规范型理论相结合,对临界时滞处存在的周期解进行讨论.通过数值模拟,调整时滞的取值和电流刺激的施加方式,发现在临界时滞处,该神经元系统失稳,当对系统施加一定程度的电流刺激时,该神经元系统从周期放电模式转化为静息状态,系统的稳定性恢复.结果表明,电流刺激可以调控时滞耦合神经元系统的动力学行为,从而进一步改善该系统的稳定性. 展开更多

关键词 fhn神经元 时滞 HOPF分岔 电流刺激

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外界电场激励下的耦合FitzHugh-Nagumo神经元系统的放电节律研究 被引量：9

16

作者 王宝燕 徐伟 邢真慈 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期6590-6595,共6页

研究了单向耦合连接的两个FitzHugh-Nagumo神经元系统的动力学行为.随外激频率的变化,系统表现出p:q锁相(一种周期振荡,q周期刺激产生p周期动作电位),且锁相是否发生与放电状态有关.研究表明外激频率和耦合强度都可以引起系统峰峰间期(i... 研究了单向耦合连接的两个FitzHugh-Nagumo神经元系统的动力学行为.随外激频率的变化,系统表现出p:q锁相(一种周期振荡,q周期刺激产生p周期动作电位),且锁相是否发生与放电状态有关.研究表明外激频率和耦合强度都可以引起系统峰峰间期(interspike Interval,ISI)分岔,而外激频率对系统放电节律的影响更为明显,研究还发现混沌态是其他放电状态的过渡态. 展开更多

关键词 fhn神经元 耦合 动力学行为

原文传递