扩散耦合的可激发慢-快 FitzHugh-Rinzel 动力学神经元的时空特性
混沌动力学
2021-11-03 v1
摘要
本文研究一个支持神经脉冲波传播的可激发生物物理系统。我们考虑一个慢-快的 FitzHugh-Rinzel 神经元模型，其中仅膜电压发生扩散耦合，从而产生时空模式的形成。我们关注在扩散耦合的 FitzHugh-Rinzel 神经元的一维和二维可激发构型中的局部非线性激发与多样神经响应。对涌现时空模式的研究对于理解不同脑区的工作机制至关重要。我们解析推导了 Hopf 分岔附近振幅方程的系数，并刻画了包括展现复杂几何子结构的螺旋波在内的各种模式。此外，我们解析推导了在分岔点邻域内反螺旋波发展的条件。可观察到破碎靶波的出现可形成类螺旋轮廓。该可激发系统的空间动力学在小扩散耦合下展现出双臂及多臂螺旋波。我们的结果揭示了多种神经可激发性以及螺旋波形成的可能条件。最后，我们表明具有不同放电特性的耦合可激发系统参与了一种集体行为，可能显著贡献于不规则神经动力学。
引用
@article{arxiv.2110.01122,
title = {Spatiotemporal characteristics in systems of diffusively coupled excitable slow-fast FitzHugh-Rinzel dynamical neurons},
author = {A. Mondal and A. Mondal and S. Kumar Sharma and R. Kumar Upadhyay and C. G. Antonopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.01122},
year = {2021}
}
备注
18 pages, 6 figures