化学自突触的电导扰动诱导相干或随机双共振现象

• 作者: 曲良辉 曹子露 胡海威 邓子辰 都琳
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 化学自突触 电导扰动 分岔 双共振
• 年，卷（期）: 2020,（23）
• 所属期刊栏目: 总论
• 页码范围: 73-81
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200856

摘要

神经元的自突触结构具有自反馈的作用, 神经递质量子形式的释放使得自突触的自反馈作用容易受到扰动, 本文重点研究了化学自突触的电导扰动对FHN神经元电生理活动的影响. 首先, 恰当的化学自突触参数能够产生动力学行为的分岔现象, 诱导不同周期峰放电模式之间的转迁. 特别地, 自突触的自反馈功能会引起从混沌放电状态到周期的峰放电或准周期的簇放电状态的转迁. 其次, 基于神经递质释放的量子特征,借助放电频率和变异系数两个指标定量地研究自突触电导的随机扰动对神经元放电活动的影响. 数值结果表明自突触电导的扰动在自反馈的作用下能够改变离子通道的活性, 不仅提高FHN神经元对外加激励信号的编码效率, 而且改变神经元放电活动的规则性, 诱导显著的相干或随机双共振现象, 其内在机制是电导扰动所引起的神经元系统不稳定的动力学分岔. 本文的研究进一步揭示了自突触结构对神经元放电活动自我调节的作用, 有待为生理操控自突触结构提供理论参考.