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论输入触发对 Jansen-Rit 振荡器网络动力学的影响

神经元与认知 2022-02-17 v2 无序系统与神经网络 软凝聚态物质 生物物理

摘要

我们研究了一个由耦合神经振荡器组成的、具有 identical Jansen-Rit 质量的网络的动力学性质。节点间的连接遵循规则的 Watts-Strogatz 拓扑。每个节点接收确定性的外部输入以及基于邻居输出信号的内部输入。本文旨在改变这两种输入并分析所产生的结果。首先,我们尝试使用平均场近似(即所有节点输入相同)来分析该模型。随后放宽此假设。对这两种状态的更详细分析进行了讨论。我们使用 Pearson 相关系数来衡量同步程度。作为平均场方法的结果,我们发现尽管观察到行为变化,但不存在相变。令人惊讶的是,通过放宽平均场假设,发生了第一次(不连续)和第二次(连续)相变。我们还展示了输入的变化如何导致类似于癫痫中观察到的病理性振荡。结果表明,耦合的 Jansen-Rit 质量涌现出受各种外部和内部输入影响的一系列行为。此外,我们的发现表明,在 Jansen-Rit 神经质量模型网络中,可通过改变这些输入生成 delta 波,这是先前的单个 Jansen-Rit 神经质量模型分析中所未观察到的。\ 总体而言,本文全面考察了包括癫痫、健康行为以及同步与异步之间过渡在内的广泛行为模式。此外,本工作突出了外部和内部输入在研究神经质量模型的相变与同步中的推定作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.06634,
  title  = {On the influence of input triggering on the dynamics of the Jansen-Rit oscillators network},
  author = {Sheida Kazemi and Yousef Jamali},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06634},
  year   = {2022}
}