基于符号动力学的神经编码机制研究

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2、：整毖压∑数援遨趟曳王抖堇太堂评阅人4：昱盘嶝麴援逝、江太堂评阅人5：隐名l评阅人6：隐名2答辩委员会主席：奎迸3数援3逝堑太堂委员1：题且壁3煎援3复旦太堂委员2：签复刖∑煎攫3虫型瞳生金型堂婴究院委员3：奎壹迸3熬攫3逝江太堂。委员4：封洲憨＼塑握＼浙江太堂委员5：．M——e—c—h—a—nism．studyofneuralcodingbasedonsymbolicdynamics．Author'ssignature．j确』弛LSupervisor’ssignature：ExternalReviewers：ZengrongLiu＼Profess

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5、获得逝'江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学雠文储≤名_可力习签钥期：30／碜缉岁月刁日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解澎’江盘鲎有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，-允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学雠文储始可为弓鄂躲贺叶差签字日期：弘f缈年上月刁日签字日期：二护f忙f

6、月21日浙江大学博士学位论文摘要计算神经科学作为一个新的学科领域，在近三十年的发展中，扮演着越发重要的角色。特别是非线性动力学的引入，使得计算神经科学取得了一些富有成效的研究成果。神经编码作为神经信息传递、表达的主要载体，是脑研究的核心和基础，也是发展人工智能道路上的一个重要环节。然而，由于神经系统的复杂性和神经元动作电位发放序列内在的随机性，科学界在神经脉冲如何表达神经信息这一基础问题上仍然存在着不少的争议。无论是发放率编码理论还是时间编码理论，两者在快速、精细的神经生理现象解释上，均存在着不足之处。所以，开展灵敏度高、响应快、对输入刺激变化保持

7、单调性的神经编码理论研究对于揭示神经系统信息处理的机制具有极其重要的意义。本文利用圆映射和符号动力学，以Hodgkin—Huxley模型及其组成的神经网络为研究对象，讨论了外界电流刺激频率、神经元耦合强度等对神经元动作电位序列的影响。并根据神经元动作电位与输入电流刺激参数之间的单调关系，提出了基于符号序列排序性的神经编码理论，获得的主要研究结果如下：(1)仿真结果表明，相对于其它神经编码理论，基于符号序列排序性的神经编码理论的最大优点是具有可排序性，即对输入刺激变化保持单调性；并且具有灵敏度高、响应快等特点。例如，当动作电位长度大于12个时，对外界

8、时间信息编码的最小分辨率可以达到209s。本文以动物声源定位模型为实例，通过与其它编码理论在双耳时间差信号和双耳幅度差信号