复杂网络上的 FitzHugh-Nagumo 振子模拟癫痫相关同步现象
适应与自组织系统
2021-02-03 v1 无序系统与神经网络
斑图形成与孤子
摘要
我们研究了具有人体实测结构连接性的 FitzHugh-Nagumo 振子网络中的部分同步模式。我们报道了与人在癫痫发作期间所见现象高度相似的同步现象的自发出现。为了深入理解动力学与网络拓扑之间的相互作用，我们在不同的典型网络结构上进行了振荡动力学的长期模拟：随机网络、规则非局域耦合环网络、具有分形连接性的环网络，以及具有不同重连概率的小世界网络。在这些网络中，具有中等重连概率的小世界网络最好地模拟了使用实测结构连接性进行模拟所得的结果。对于其他网络拓扑，在模拟动力学中要么观察不到自发出现的癫痫相关同步现象，要么整体同步程度在模拟过程中始终保持较高水平。这表明，在规则性与随机性之间取得某种平衡的拓扑有利于癫痫样强同步发作的自发启动与自行终止。
引用
@article{arxiv.2007.05497,
title = {FitzHugh-Nagumo oscillators on complex networks mimic epileptic-seizure-related synchronization phenomena},
author = {M. Gerster and R. Berner and J. Sawicki and A. Zakharova and A. Škoch and J. Hlinka and K. Lehnertz and E. Schöll},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05497},
year = {2021}
}