用于耦合噪声振子模拟的非对称粒子群体密度方法
数值分析
2021-06-15 v1 数值分析
摘要
多种生物现象可以通过个体单元群体的集体活动来建模。模拟此类系统的一种常见策略——群体密度方法，是取宏观极限并更新其群体密度函数。然而，在许多情况下，单元间的耦合与噪声产生了对现有群体密度方法具有挑战性的复杂行为。为应对这些挑战，我们发展了非对称粒子群体密度（APPD）方法，该方法高效且准确地模拟此类由耦合元素组成的群体。APPD非常适合于并行实现。我们将该方法的性能与直接蒙特卡洛模拟进行比较，并通过将其应用于研究充分的Hodgkin-Huxley模型及一系列具有挑战性的场景来验证其准确性。我们发现，我们的方法能够准确复现复杂的宏观行为，如抑制性耦合诱导的聚类和噪声诱导的放电，同时比直接模拟更快。
引用
@article{arxiv.2106.07242,
title = {The asymmetric particle population density method for simulation of coupled noisy oscillators},
author = {Ningyuan Wang and Daniel B Forger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07242},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 4 figures