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《神经元建模和脑功能成像的研究_王卫东》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·4·系统工程与电子技术1997年*神经元建模和脑功能成像的研究王卫东包尚联北京大学重离子物理研究所,100871柯有安北京理工大学电子工程系,100871摘要长期以来,在理论上架建神经生理学和心理学之间的桥梁一直是神经科学家和认知科学家的研究方向和发展目标。根据电生理学的数据、神经生理学实验和神经心理学证据,本文建立了一种生物神经元的合理数学模型。该神经元模型构造的神经网络的动力学行为可以联系到一些神经生理现象和心理现象。本文还讨论了神经元建模、脑功能和功能成像三者之间的交叉问题。主题词神经细胞,神经生理学,网络,电子成像。StudiesonNeuronalModelingandFunc
2、tionalBrainMappingWangWeidongandBaoShanglianTheInstituteofHeavyIonPhysics,PekingUniversity,100871KeYouanTheDepartmentofElectricalEngineering,BeijingInstituteofTechnology,100871Abstract:Ithasbeenbeingthegoalandinterestofneuralandcognitivescientiststobuildtheoreticallyabridgebetweenneuroscienceandps
3、ychology.Basedontheelectrophysiologicalda-ta,neurophysiologicalexperimentsandneruopsychologicalphenomena,wepresentabiologicallyplausibleneuronalmodel.Somephysiologicalandpsychologicalphenomenaareconnectedwiththedynamicbehaviorsoftheneuralnetworkswhichareconstructedwiththisneuronalmodel.Theproblems
4、crossedamongneuronalmodeling,functionalbrainandbrainmappingarealsode-scribedinthispaper.Keywords:Neuron,Neuronalmodeling,Theoreticalneuroscience,Neuraldarwinism,Co-herentneuraloscillationhypothesis,Functionalbrainmapping.a和发展智能机器都具有重要意义,国内外已有许多1引言研究小组和大量研究人员在这一领域开展了一些神经元是构筑神经系统和大脑的基本单元,它卓有成效的工作。既具
5、有结构和功能的动态特性,又具有时间和空传统的神经元建模依据的生物学证据主要包间的动态特性,其简单有序的编排构成了完美复杂括三个方面:(1)神经元的行为。神经元具有两种不的大脑。神经元之间的通信是通过其具有可塑性同的状态,即抑制与兴奋,神经元的膜电位可以出的突触耦合实现的,这使它们成为一个有机的整体。因此,进行神经系统和大脑的理论研究首先从a*国家自然科学基金资助课题神经元建模入手,神经元建模对研究大脑及其功能收稿日期:1996年12月7日第12期神经元建模和脑功能成像的研究·5·现抑制后的反冲。这意味着神经元具有刺激不响应(3)皮层振荡和同步振荡假说(Crick&Koch,期,神经元放电期
6、间膜电位阈值具有自适应性。(2)1990,1991,1994,1995,1996),其中心论断是意识突触的行为。突触具有联结强度的可塑性;突触对可能产生于大脑皮层的某些振荡,这些振荡在神经神经电信号进行空间整合和时间整合;突触具有多元每秒发放40次便成为同步振荡;(4)局部场电位种联结方式,如电的、化学的、单向的、双向的、连锁方程(WiIson&Cowan,1972,Schuster&Wagner的、兴奋的、抑制的等;突触还具有延时特性和疲劳1989);(5)个体神经元时间相关模型(Abels1991,特性等。(3)一些其它的生物学证据也受到传统的Bernaderetal.1991);(6
7、)返折标测(Reentrant建模思想的重视,如感受野,功能柱,等级描述假说Mapping)模型(Spons&Edelman1989,1991,(Hubel,Wiesel,1965)等。1994)等等,这些体现新的发展趋势的理论仍然存传统的神经元建模的目的主要是研究神经系在的一些问题:(1)不够合理地描述神经元的电生统和大脑的各项机能如:(l)学习,记忆,联想,存理行为;(2)不能模仿单个神经元的振荡行为;(3)储,计算
