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关于斜椭球面神经场方程的斑点解

斑图形成与孤子 2026-01-21 v3 神经元与认知

摘要

理解神经场中激动图样的动力学是神经科学中的一个重要议题。神经场方程是描述相互作用神经元激动动力学的数学模型,用于进行理论分析。虽然许多神经场方程的分析都集中于对神经元相互作用对平面表面上的影响,但几何约束对动力学的影响也是一个在建模大脑等器官时值得关注的议题。本文报告了定义在椭球面上的神经场方程的图样动力学。我们将斑点解视为局部图样,讨论曲面几何特性如何改变这些图样的特性。为了分析小扭曲椭球面上的斑点图样,我们首先在球面上构建精确的稳定斑点解,并揭示其稳定性。随后将分析扩展至椭球面情况,展示稳定斑点解的存在性与稳定性。我们的理论结果之一是推导了位于斜椭球面极点处的稳定斑点解的稳定性准则。该准则决定斑点解是否保持位于极点或移动到其他位置。最后,我们进行数值模拟,论述斑点解的动力学,并结合我们的理论预测进行讨论。我们的结果表明,斑点解的动力学取决于曲面以及神经元相互作用的协调情况。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.16342,
  title  = {Spot solutions to a neural field equation on oblate spheroids},
  author = {Hiroshi Ishii and Riku Watanabe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16342},
  year   = {2026}
}

备注

Revised version. Minor corrections to the published paper (CNSNS, DOI: 10.1016/j.cnsns.2025.109172). Main results unchanged