非线性科学 > 适应性与自组织系统
[提交于 2025年1月7日
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标题: 具有非对称脉冲耦合的相同神经元中的高阶同步
标题: High-order synchronization in identical neurons with asymmetric pulse coupling
摘要: 高阶($p/q$)同步现象,由系统中的\textit{两个不同的}频率引起,在强制振荡器(包括神经元)中已被广泛研究,并在耦合振荡器中有所涉及但研究较少。 它们的频率被锁定,使得一个振荡器每有$p$个周期,另一个振荡器就有$q$个周期。 我们在一对具有\textit{相同的}频率但\textit{不对称}耦合的耦合神经元中展示了这一现象。 具体来说,我们关注一个兴奋性(E)-抑制性(I)神经元对,其中即使具有相等的反向突触强度 $(g)$ 和倒数时间常数 $(\alpha)$,这种不对称性也是自然存在的。 我们通过模拟和分析彻底研究了不对称耦合引起的 $p/q$ 频率锁定结构在 $(g,\alpha)$ 参数空间中的情况。 模拟显示了准周期性、魔鬼阶梯、一种新的斐波那契尖峰序列排列,以及可约和不可约 $p/q$ 区域的存在。 我们引入了一种基于事件驱动映射的分析方法,以确定两个神经元在 $p/q$ 频率锁定状态下任何尖峰序列的存在性和稳定性。 具体来说,这种方法成功处理了非光滑分岔,我们可以利用它来获得相同E-I神经元对在任意耦合强度下的解。 与所谓的阿诺德舌不同,这里得到的 $p/q$ 区域并不是无结构的。 相反,它们具有自己的内部分岔结构,具有不同复杂程度的层次。 序列内和序列间的多稳定性,涉及相同$p/q$状态的尖峰序列,已被发现。 此外,通过$p/q$与$p'/q'$的重叠也会产生多稳定性。 可约和不可约$p/q$区域的边界由各种类型的鞍点和非光滑擦碰分岔定义。
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