自然界中反向随机共振的理论

反向随机共振（ISR）现象表现为系统在外部噪声下响应的意外抑制，例如在某些起搏神经元的平均放电率行为中于中等噪声值下所观察到的。此类行为的一个可能要求是这些神经元行为中存在双稳态势态。我们在此从理论上探讨这一行为在一般双稳态系统中的可能涌现，并得出驱动动力学的势函数必须满足的条件。我们表明，这种引人注目且显然被广泛观察到的现象，在不对称势函数情形下出现：当系统的高活动极小态为亚稳态且具有最大吸引域，而低活动态为具有较小吸引域的全局极小态时。我们讨论了这一图景对于理解 ISR 特征以及预测其在满足所述要求的其他自然系统中普遍出现的相关性。最后，我们报告了系统中另一种引人注目的非标准随机共振，它发生在无任何弱信号输入系统的情况下，其涌现可与 ISR 一起，在本文理论框架内依据势函数形状加以解释。