钾离子驱动神经元二元介质中的动力学结构

根据模拟神经集群的传统方法，细胞外环境具有固定的离子浓度。然而，在许多情况下，细胞外钾离子浓度不能被视为常数。这代表了神经元相互作用的特定化学途径，并且可以强烈影响单个神经元以及大型集群的行为。释放的化学物质在外部介质中遵循扩散动力学，这会降低单个可激发单元的阈值。我们通过研究由修正的FitzHugh-Nagumo动力学给出的简化可激发单元来解决这个问题。在我们的模型中，神经元仅通过周围非活性介质中释放和扩散的钾离子进行化学相互作用。我们研究了嵌入细胞外物质中的单个可激发单元的动力学。这导致了许多噪声诱导效应，例如单个神经元放电率的自调制。在空间扩展的情况下，根据介质参数，会出现各种模式，范围从螺旋波和行波到振荡子和倒置结构。