基于突觸可塑性的神經(jīng)信息傳遞的模型構(gòu)建及仿真分析.pdf

1、信息化的背景加之科技的日新月異，使得電子系統(tǒng)電磁環(huán)境變得愈來愈復(fù)雜，而諸如接地、屏蔽、濾波等傳統(tǒng)電磁抗擾模式的弊端日益凸顯，這一現(xiàn)象在信息化戰(zhàn)爭中尤為顯著。因此，如何有效地提升電子系統(tǒng)在復(fù)雜電磁環(huán)境中的可靠性與適應(yīng)性，已成為現(xiàn)今社會生活以及軍事領(lǐng)域中亟待解決的問題。
　　本文基于電磁仿生防護(hù)的理念以及生物體在復(fù)雜電磁環(huán)境下的自適應(yīng)抗擾優(yōu)勢，圍繞“抗擾現(xiàn)象是什么”、“抗擾機(jī)理是什么”、“抗擾能力有多大”三方面，對生物體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)

2、信息的傳遞機(jī)理，突觸可塑性機(jī)制與生物自適應(yīng)的關(guān)系，自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建及抗擾能力分析展開了深入的研究，主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　首先，研究了突觸在神經(jīng)信息傳遞及處理過程中的關(guān)鍵作用，分析了突觸可塑性與生物自適應(yīng)抗擾的關(guān)系；
　　通過對單神經(jīng)元動作電位的產(chǎn)生、傳遞機(jī)理以及突觸在神經(jīng)元間信息傳遞的關(guān)鍵作用的深入研究，從數(shù)學(xué)和工程的角度量化了脈沖時間依賴可塑性對神經(jīng)元活動的影響，進(jìn)而揭示了突觸可塑性是影響生物自適應(yīng)抗擾特

3、性的重要因素。
　　其次，構(gòu)建了自適應(yīng)抗擾網(wǎng)絡(luò)模型并分析該模型的自適應(yīng)抗擾能力；
　　構(gòu)建基于脈沖時間依賴可塑性（Spike Timing-Dependent Plasticity，STDP）機(jī)制的單輸出和多輸出兩種全連接式自適應(yīng)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在STDP機(jī)制調(diào)控權(quán)重的條件下，結(jié)合真實(shí)生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了抗擾仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，所構(gòu)建的全連接式前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有一定程度的自適應(yīng)抗擾能力。
　　最后，

4、驗(yàn)證了所構(gòu)建的自適應(yīng)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的自適應(yīng)抗擾能力與STDP機(jī)制密切相關(guān)。
　　分別在具有STDP機(jī)制和不具有STDP機(jī)制調(diào)控權(quán)重的條件下，分別對所構(gòu)建的單/多輸出網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行抗擾仿真實(shí)驗(yàn)，揭示了所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)模型的穩(wěn)定性與STDP機(jī)制的關(guān)系：所構(gòu)建的全連接式前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的抗擾能力與STDP可塑性機(jī)制對神經(jīng)元間連接權(quán)重的動態(tài)調(diào)控密切相關(guān)。
　　本文的研究工作為將生物系統(tǒng)抗擾機(jī)制引入電子電路設(shè)計，進(jìn)而提升復(fù)雜電磁環(huán)境下電子系統(tǒng)