Impact of delays and rewiring on the dynamics of small-world neuronal networks with two types of coupling
Impact of delays and rewiring on the dynamics of small-world neuronal networks with two types of coupling
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延迟和重新布线对具有两种耦合类型的小世界神经网络动力学的影响
DOI：
10.1016/j.physa.2010.03.031
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发表时间：
2010-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Guanrong Chen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qingyun Wang;Matjaz Perc;Zhisheng Duan;Guanrong Chen
我们研究了由Morris-LeCar可兴奋神经元组成的小世界网络上的同步跃迁和模式形成，它们依赖于信息传输延迟和重连概率。此外，通过缝隙连接形成的网络和通过化学突触耦合形成的网络也被分开考虑。对于缝隙-结耦合网络，我们证明了短延迟可以引起激励的锯齿形前沿，而长延迟可以由于动态聚集反相位同步转变而进一步损害同步。另一方面，对于突触耦合网络，我们发现簇状反相位同步可以作为信息传输延迟延长的直接结果，而不伴随着之字形的兴奋前沿。然而，无论耦合类型如何，我们证明了适当的小世界拓扑总是可以恢复同步活动，只要信息传输延迟最多是短的或适度的。长的信息传输延迟往往会引起反相位同步和聚集，在这种情况下，网络拓扑的微调无法恢复神经元活动的同步。
We study synchronization transitions and pattern formation on small-world networks consisting of Morris–Lecar excitable neurons in dependence on the information transmission delay and the rewiring probability. In addition, networks formed via gap junctional connections and coupling via chemical synapses are considered separately. For gap-junctionally coupled networks we show that short delays can induce zigzag fronts of excitations, whereas long delays can further detriment synchronization due to a dynamic clustering anti-phase synchronization transition. For the synaptically coupled networks, on the other hand, we find that the clustering anti-phase synchronization can appear as a direct consequence of the prolongation of information transmission delay, without being accompanied by zigzag excitatory fronts. Irrespective of the coupling type, however, we show that an appropriate small-world topology can always restore synchronized activity if only the information transmission delays are short or moderate at most. Long information transmission delays always evoke anti-phase synchronization and clustering, in which case the fine-tuning of the network topology fails to restore the synchronization of neuronal activity.
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影响因子：
2.5
作者：
Ji-Huan He
通讯作者：
Ji-Huan He
DOI：
--
发表时间：
--
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Peter Fgldibk;Malcolm P. Young
通讯作者：
Peter Fgldibk;Malcolm P. Young
影响因子：
6
作者：
R. Hecht-Nielsen
通讯作者：
R. Hecht-Nielsen
影响因子：
6
作者：
Ji-Huan He;Xu-Hong Wu
通讯作者：
Ji-Huan He;Xu-Hong Wu
影响因子：
2.9
作者：
Kistler, WM;Gerstner, W
通讯作者：
Gerstner, W