单一 Fitzhugh-Nagumo 振荡器中的噪声诱导极端事件
无序系统与神经网络
2025-03-03 v1 混沌动力学
神经元与认知
摘要
FitzHugh-Nagumo (FHN) 模型是广泛研究的基本神经元模型，我们探讨了在白噪声作用下标量 FHN 振荡器的动力学。与以往研究不同的是，我们表明单个系统可以在噪声的影响下表现出 EE。对确定性模型在稳态处的随机扰动揭示了亚阈值/小幅度振荡 (SAO) 的出现，最终导致罕见的极大幅度振荡 (LAO)，在最小噪声强度时尤为明显。我们阐明了这些 EE 产生的路径，通过概率计算相空间中轨迹的概率来确认其发生。此外，我们的研究揭示了系统中的爆发现象，这些现象在特定的噪声幅度水平下表现出来，并通过放电间隔统计学加以阐述。在更高的噪声强度下，观察到频繁的 LAO 产生，并归因于自激随机共振。通过大偏振理论解释 EE 的产生，轨迹的逃逸率通过分析和数值方法进行估计。这一研究因揭示了单个 FHN 振荡器中的 EE 和爆发现象，为理解神经元群体的动力学提供了潜在的新视角。
引用
@article{arxiv.2502.20404,
title = {Noise induced extreme events in single Fitzhugh-Nagumo oscillator},
author = {S. Hariharan and R. Suresh and V. K. Chandrasekar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.20404},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in Chaos Solitons Fractals