Trabajos de investigación sobre las neuronas de Hindmarsh Rose

May 09 2022
Resumen: En esta contribución, hemos considerado el comportamiento colectivo de las dos, así como la red de neuronas heterogéneas acopladas de Hindmarsh Rose (HR). Los modelos heterogéneos estaban hechos de neuronas memristivas 2D (HR) y las tradicionales 3D HR.
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  1. Dinámica compleja de una red heterogénea de neuronas Hindmarsh-Rose ( arXiv )

Resumen :En esta contribución, hemos considerado el comportamiento colectivo de los dos, así como la red de neuronas Hindmarsh Rose (HR) acopladas heterogéneas. Los modelos heterogéneos estaban hechos de neuronas memristivas 2D (HR) y las tradicionales 3D HR. La investigación de un modelo de dos neuronas acopladas a través de una sinapsis eléctrica revela propiedades disipativas. Cuando se varían los parámetros de control, el modelo de neuronas acopladas exhibe dinámicas ricas, como las dinámicas periódicas, cuasi periódicas y caóticas que involucran oscilaciones de explosión o pico. Para fuerza de acoplamiento eléctrico débil, se observa movimiento no sincronizado. Pero en el caso de una mayor fuerza de acoplamiento, se observan estados de agrupamiento sincronizados. Además, se están investigando redes ring-star de hasta 100 bajo tres topologías heterogéneas diferentes, y se exploran varios patrones espaciotemporales. Se encuentra que los patrones espaciotemporales dependen de la topología de la red heterogénea considerada. Un nuevo estado de quimera agrupado se revela cualitativamente a través del gráfico de recurrencia. Los estados del cúmulo se indican en las configuraciones de anillo y estrella de la red heterogénea. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto. Se encuentra que los patrones espaciotemporales dependen de la topología de la red heterogénea considerada. Un nuevo estado de quimera agrupado se revela cualitativamente a través del gráfico de recurrencia. Los estados del cúmulo se indican en las configuraciones de anillo y estrella de la red heterogénea. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto. Se encuentra que los patrones espaciotemporales dependen de la topología de la red heterogénea considerada. Un nuevo estado de quimera agrupado se revela cualitativamente a través del gráfico de recurrencia. Los estados del cúmulo se indican en las configuraciones de anillo y estrella de la red heterogénea. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto. Un nuevo estado de quimera agrupado se revela cualitativamente a través del gráfico de recurrencia. Los estados del cúmulo se indican en las configuraciones de anillo y estrella de la red heterogénea. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto. Un nuevo estado de quimera agrupado se revela cualitativamente a través del gráfico de recurrencia. Los estados del cúmulo se indican en las configuraciones de anillo y estrella de la red heterogénea. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto. Se han revelado estados de quimera de pozo simple y doble en las estructuras de anillo y estrella de anillo. Finalmente, se diseña e investiga un circuito electrónico equivalente para los dos heterogéneos acoplados en el entorno de simulación PSIM. Se observa una coincidencia perfecta entre los resultados obtenidos del circuito analógico diseñado y el modelo matemático de las dos neuronas acopladas, lo que respalda el hecho de que nuestros resultados obtenidos no están relacionados con un artefacto.

2.Análisis de energía del estallido de neuronas Hindmarsh-Rose con acoplamiento retardado en el tiempo ( arXiv )

Autor: Abdelmalik Moujahid , Fernando Vadillo

Resumen :El modelado matemático es una herramienta importante para estudiar el papel del retraso en los sistemas neuronales y para evaluar sus efectos sobre la actividad de señalización de las neuronas acopladas. Los modelos para neuronas retardadas se utilizan a menudo para representar la dinámica de las neuronas reales, pero rara vez para evaluar la energía necesaria para mantener esta dinámica. En este trabajo, abordamos estas preguntas desde una perspectiva energética al considerar un par de neuronas de explosión Hindmarsh-Rose acopladas por acoplamiento recíproco retardado en el tiempo con sinapsis eléctricas y químicas. Examinamos el consumo de energía promedio requerido para mantener el comportamiento cooperativo y cuantificar la contribución de las sinapsis al consumo de energía total. Mostramos que a diferencia del acoplamiento eléctrico, donde el retardo de tiempo parece reducir el peso relativo promedio instantáneo de la contribución sináptica,

3. Sincronización de la red de neuronas Hindmarsh-Rose acoplada por límites ( arXiv )

Autor: Chi Phan , Yuncheng You

Resumen: En este trabajo, presentamos un nuevo modelo matemático de una red de neuronas acopladas en la frontera descrita por las ecuaciones parcialmente difusivas de Hindmarsh-Rose. Probamos la propiedad de absorción global del semiflujo de la solución y luego el resultado principal de la sincronización asintótica de esta red de neuronas a una tasa exponencial uniforme siempre que la fuerza de acoplamiento del límite y la señal estimulante excedan un umbral cuantificado en términos de los parámetros.

4.Análisis de modelos neuronales de tipo Hindmarsh-Rose de orden fraccional bidimensional y tridimensional ( arXiv )

Autor: Eva Kaslik

Resumen : Se presenta un análisis teórico de modelos neuronales de Hindmarsh-Rose de orden fraccional bidimensional y tridimensional, centrándose en las propiedades de estabilidad y la ocurrencia de bifurcaciones de Hopf, con respecto al orden fraccional del sistema elegido como parámetro de bifurcación. Con el objetivo de ejemplificar y validar los resultados teóricos, también se realizan simulaciones numéricas que revelan un rico comportamiento de estallido en el sistema tridimensional lento-rápido de orden fraccional.

5. Sincronización eficiente de neuronas Hindmarsh-Rose acopladas estructuralmente adaptativas ( arXiv )

Autor : A. Moujahid , A. d'Anjou , FJ Torrealdea

Resumen :El uso de picos para transportar información entre áreas del cerebro implica una sincronización total o parcial de las neuronas involucradas. El grado de sincronización alcanzado por dos sistemas acoplados y el coste energético de mantener su comportamiento sincronizado depende en gran medida de la naturaleza de los sistemas. Para sistemas no idénticos, el mantenimiento de un régimen sincronizado es energéticamente un proceso costoso. En este trabajo estudiamos las condiciones bajo las cuales dos neuronas no idénticas acopladas eléctricamente pueden alcanzar un régimen eficiente de sincronización a bajo costo energético. Mostramos que el consumo de energía requerido para mantener el régimen sincronizado puede reducirse espontáneamente si la neurona receptora tiene mecanismos adaptativos capaces de acercar sus parámetros biológicos en valor a los correspondientes en la neurona emisora.

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