两个耦合电子神经元的同步行为

我们报告了一对模拟电子神经元(ENs)中同步现象的实验研究。这些 ENs 被设计用来复现从加州多刺龙虾 Panulirus interruptus 的胃神经节中分离出的生物神经元所观测到的膜电压振荡。ENs 是简单的模拟电路,它们对四维微分方程进行积分,这些方程代表了产生这些细胞特征性规则/混沌峰放电-爆发行为的快、慢亚细胞机制。在本文中,我们按照与对应生物神经元相同的方式对它们进行耦合,研究其动力学行为。我们用于这些神经振荡器的互连既有直接电连接,也有兴奋性和抑制性化学连接:每一种都由模拟电路实现,并以生物学实例为依据。我们在此提供定量证据,表明 ENs 与生物神经元在以相同方式耦合时行为相似。它们各自在相互同步与规则化过程中呈现出明确的分岔。我们简要报告了一项关于耦合生物神经元与四维 ENs 的实验,该实验为进一步检验我们关于单个神经行为的数值与电子模型的有效性提供了依据。我们的实验作为一个整体,给出了耦合非线性振荡器中规则化与同步的有趣新例证。