电磁感应下分数阶神经元网络的斑图动力学分析及控制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11872327
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0702.非线性振动及其控制
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The dynamic characteristic of neuron network is one of the frontier topics in the field of computational neuroscience at present. The change of electromagnetic field flux of nervous system or its medium caused by external electromagnetic radiation could trigger the migration of neuron population discharge modes,while neuron population abnormal discharge will induce a variety of neurological diseases. Therefore, precisely depicting the abnormal discharge of the nervous system is one of the difficulties in current computational neurosciences. In this project, according to the property that fractional-order system can accurately simulate delay effects, via nonlinear analysis method, following research work about fractional-order neuron systems and the network composed of them under electromagnetic induction is to be carried out, (1) The effect of inductor loop current on the stability, existence and uniqueness of solutions, bifurcation, chaos together with other dynamics of fractional-order neurons and the networks composed of them; (2)The effect of time-delay, impulse, different network topologies on the spatiotemporal pattern of fractional-order neural network under electromagnetic induction and the inducing mechanism; (3)The effect of time-delay, impulse, order as well as other factors on the synchronization effect and synchronization area of fractional-order neural networks under electromagnetic induction, along with the stability of synchronization pattern of fractional-order neural network under electromagnetic induction and the influence factors of stability. The research results of this project not only can provide theoretical basis for the application of fractional-order neural network, but also are of great significance for understanding the mechanism of neural information transmission and coding under electromagnetic radiation.
神经元网络的动态特性是当前计算神经科学领域的前沿课题之一。外界电磁辐射引起的神经系统或介质的电磁场通量的变化会引发神经元群体放电模式的迁移,神经元群体异常放电会诱发各种神经性疾病,精确刻画神经系统的异常放电现象是目前计算神经科学的难点之一。本项目拟利用分数阶系统能够精确模拟时滞效果的特性,借助非线性分析方法,对电磁感应下分数阶神经元系统及其网络开展如下研究工作:(1)电感回路电流对分数阶神经元及其网络的稳定性、解的存在唯一性、分岔、混沌等动力学行为的影响;(2)时滞、脉冲、网络的不同拓扑结构对电磁感应下分数阶神经元网络时空斑图的影响及诱发机制;(3)时滞、脉冲、阶次等对电磁感应下分数阶神经元网络同步效应及同步化区域的影响,电磁感应下分数阶神经元网络同步斑图的稳定性及其影响因素。项目的研究成果可为分数阶神经元网络的应用提供理论依据,对理解电磁辐射下神经信息传递和编码的作用机制具有重要意义。

结项摘要

神经元网络的动态特性是当前计算神经科学领域的前沿课题之一。外界电磁辐射引起的神经系统或介质的电磁场通量的变化会引发神经元群体放电模式的迁移,神经元群体异常放电会诱发多种神经性疾病。为精确刻画神经系统的异常放电现象,本项目利用分数阶系统能够精确模拟时滞效果的特性,借助非线性分析方法,揭示了电感回路电流对分数阶神经元及其网络的稳定性、解的存在唯一性、分岔、混沌等动力学行为的影响;给出了时滞、脉冲、网络的不同拓扑结构对电磁感应下分数阶神经元网络时空斑图的影响及诱发机制;说明时滞、脉冲、阶次等对电磁感应下分数阶神经元网络同步效应及同步化区域具有一定的影响,分析了电磁感应下分数阶神经元网络同步斑图的稳定性及其影响因素。项目研究成果可为分数阶神经元网络的应用提供理论依据,对理解电磁辐射下神经信息传递和编码的作用机制具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamics analysis of a 4D neuron model under periodic disturbance
周期性扰动下 4D 神经元模型的动力学分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Information and Computing Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wen Yun;Ying Lu;Wen Shi;Xuerong Shi
  • 通讯作者:
    Xuerong Shi
A single finite-time synchronization scheme of time-delay chaotic system with external periodic disturbance
具有外部周期性扰动的时滞混沌系统的单一有限时间同步方案
  • DOI:
    10.3934/mfc.2019021
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Mathematical Foundations of Computing
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Juanjuan Huang;Yan Zhou;Xuerong Shi;Zuolei Wang
  • 通讯作者:
    Zuolei Wang
Dynamical analysis and generalized synchronization of anovel fractional-order hyperchaotic system with hidden attractor
新型分数阶隐吸引子超混沌系统动力学分析与广义同步
  • DOI:
    10.3390/axioms12010006
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Axioms
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Li Xin;Xuerong Shi;Mingjie Xu
  • 通讯作者:
    Mingjie Xu
Stability analysis of fraction-order Hopfield neuron network and noise-induced coherence resonance
分数阶Hopfield神经元网络和噪声引起的相干共振的稳定性分析
  • DOI:
    10.1155/2020/3520972
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Mathematical Problems in Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xuerong Shi;Zuolei Wang
  • 通讯作者:
    Zuolei Wang
Projective synchronization of fractional order hyperchaotic systems based on matrix decomposing
基于矩阵分解的分数阶超混沌系统投影同步
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Information and Computing Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Li Xin;Xuerong Shi;Zuolei Wang;Mingjie Xu
  • 通讯作者:
    Mingjie Xu

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其他文献

Structure and stability of b-Mo2C bulk and surfaces: A density functional theory study
b-Mo2C 块体和表面的结构和稳定性:密度泛函理论研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Surface Science
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    史雪荣;秦张峰;王建国;王盛光
  • 通讯作者:
    王盛光
Mechanistic aspect of ethanol synthesis from methanol under CO hydrogenation condition on MoSx cluster model catalysts
MoSx簇模型催化剂CO加氢条件下甲醇合成乙醇的机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    J. Mol. Catal. A: Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    史雪荣;王建国;焦海军;陈艳艳;董梅
  • 通讯作者:
    董梅
Pinning synchronization of unilateral coupling neuron network with stochastic noise
随机噪声单边耦合神经元网络的钉扎同步
  • DOI:
    10.1016/j.amc.2014.01.126
  • 发表时间:
    2014-04
  • 期刊:
    Applied Mathematics and Computation
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    史雪荣;韩立新;王作雷;汤克明
  • 通讯作者:
    汤克明
Coexistence of anti-synchronization and complete synchronization of delay hyperchaotic Luuml; systems via partial variables
时滞超混沌Lu反同步与完全同步并存
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Journal of Vibration and Control
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    王作雷;史雪荣
  • 通讯作者:
    史雪荣
Synchronization of Noise Perturbed Hyperchaotic Lorenz Time-delay System via a Single Controller with One Variable
通过单变量控制器实现噪声扰动超混沌洛伦兹时滞系统的同步
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    史雪荣;王姝婷;刘启瑞
  • 通讯作者:
    刘启瑞

其他文献

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史雪荣的其他基金

神经元网络系统的斑图动力学行为分析及控制
  • 批准号:
    11472238
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    66.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
神经元网络系统的时空动力学行为与猝发同步现象的研究
  • 批准号:
    11102180
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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