耦合HR神經(jīng)元的同步及其在保密通信中的應用.pdf

1、神經(jīng)元在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的信息處理過程中起著關鍵的作用,神經(jīng)元信息的產(chǎn)生和傳輸具有非線性特征。因此,單神經(jīng)元與耦合神經(jīng)元的非線性動力學特性的研究在神經(jīng)科學中具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元在外部刺激下會產(chǎn)生不同的放電模式,如準周期、混沌放電以及神經(jīng)元同步放電現(xiàn)象。
　　在神經(jīng)系統(tǒng)中,神經(jīng)元是主要的結(jié)構(gòu)功能單元,動作電位是基本的信號傳遞形式。單個的神經(jīng)元無法對持續(xù)的電脈沖編碼,只有神經(jīng)元集群才能完成信號的接收、整合與發(fā)放。在本文中,首先建

2、立了在外部電流刺激下的 Hindmarsh-Rose神經(jīng)元的數(shù)學模型,然后詳細分析了不同外部刺激下神經(jīng)元的非線性動力學特性。通過分析神經(jīng)元放電峰峰間期(ISI)可以發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的準周期簇和混沌等非線性行為。
　　近年來,利用非線性動力學理論和方法來研究神經(jīng)元的同步為一個熱點課題。在本文中,運用非線性動力學理論和方法研究含有未知參數(shù)的兩個電耦合Hindmarsh-Rose神經(jīng)元的混沌同步問題?；?Lyapunov穩(wěn)定性理論,設計了一

3、種非線性自適應控制器并設置了未知參數(shù)的更新率,使得當單個的Hindmarsh-Rose神經(jīng)元呈現(xiàn)出混沌放電活動,這樣即使系統(tǒng)含有未知參數(shù)也能使兩個間隙連接耦合 Hindmarsh-Rose神經(jīng)元達到同步,并且對離子通道噪聲及外部干擾有較好的魯棒性。耦合 Hindmarsh-Rose神經(jīng)元模型的數(shù)值仿真驗證了所設計控制器的可行性和有效性。
　　最后把實現(xiàn)非線性自適應同步的系統(tǒng)應用于保密通信,基于這種同步方法設計了混沌保密通信系統(tǒng)。該