基于忆阻器的耦合在 FitzHugh-Nagumo 单元集合中的效应
混沌动力学
2019-10-23 v1
摘要
在本文中，我们研究了电耦合与基于忆阻器的耦合对先前在具有化学兴奋性耦合的两个相同 FitzHugh-Nagumo 单元集合中所观测到的若干类神经元状放电 regime 的影响。我们展示了这些耦合强度的增加如何影响诸如同相放电、反相放电与序列活动等稳定周期 regime。我们表明，电耦合与基于忆阻器的耦合的存在并不本质影响同相活动 regime；此类 regime 保持不变且仍为稳定态。然而，反相与序列活动 regime 并非如此。所有这些 regime 均可转变为与同相活动 regime 极为相似的周期或混沌 regime。就序列活动 regime 而言，该转变连续依赖于耦合参数，而某些反相 regime 可通过鞍-结点分支消失，且邻近轨道趋于同相活动 regime。此外，我们展示了当增大电耦合和/或基于忆阻器的耦合强度时，可由序列活动 regime 涌现出新的有趣类神经元现象。相应 regime 可与含有同宿轨道的鞍-焦点平衡的螺旋吸引子出现相关联，因此它们对应于同步不变流形附近的混沌运动，该流形包含所有同相极限环。此类新 regime 可导致耦合神经元系统中极端事件的发生。特别地，当轨道非常接近鞍-焦点时，放电间期可任意增大。最后，我们表明进一步增大电耦合和/或基于忆阻器的耦合强度会导致放电间期减小，从而有助于避免此类极端行为。
引用
@article{arxiv.1903.05472,
title = {Effects of memristor-based coupling in the ensemble of FitzHugh-Nagumo elements},
author = {Alexander G. Korotkov and Tatiana A. Levanova and Alexey O. Kazakov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05472},
year = {2019}
}