高次元神経力学系および大規模ネットワークにおけるノイズ誘起発火現象の解析

高维神经动力学系统和大规模网络中噪声引起的放电现象分析

基本信息

  • 批准号:
    20F40017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-11-13 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ノイズ誘起発火現象の解析を中心に、今年度は以下のような研究を実施した。(i) 神経細胞のバースト発火の数理モデルであるヘッジホッグバスターに対してノイズを作用させた際に生じる自己誘起確率共鳴(Self-induced stochastic resonance, SISR)現象を解析した。昨年度の研究で提案した平均初通過速度のマッチング条件を用いて、確率的なノイズ誘起軌道を予測し、様々なノイズの強さに対して確率的な周期軌道を得た。軌道の遷移位置はノイズ強度に対して階段状の依存性を示し、それは確率的な周期軌道のバースト数および軌道の周期の段階的な変化として現れることを示した。また、ノイズ強度ががステップ間の境界付近にある場合には、複数のモードの混合した振動が観測された。さらにノイズが強い場合には、確率的な振動停止現象が生じることも確認した。得られた結果は国際学術誌にて論文を公表した。(ii) SISR現象によってノイズ誘起振動を起こす興奮系のコヒーレントな振動を近似するようなリミットサイクルを持つハイブリッド力学系を導出する方法を確立した。さらに、このハイブリッド系のリミットサイクルの位相縮約を行い、次元削減された有効な位相方程式を導出した。これを、周期的な強制外力を受けるSISR系と、2つの結合したSISR系に適用した。モンテカルロシミュレーションにより、周期的な外力に対する引き込み同期や、2つの結合系の相互同調と位相スリップを定量的に予測できることを確認した。得られた結果は国際学術誌にて論文を公表するとともに国際会議にて発表した。
This year, the research on the fire induction phenomenon is carried out. (i)Analysis of Self-induced Stochastic Resonance (SISR) Phenomenon in Neural Cells In the last year's study, the average initial velocity of the orbit was determined by using the conditions of the initial velocity and the accuracy of the initial velocity. The orbital position is dependent on the intensity of the orbital phase, and the accuracy of the orbital phase is dependent on the orbital phase. The intensity of the vibration is measured in the vicinity of the boundary between the two surfaces. The vibration stop phenomenon occurs when the vibration stops. The results of the study were published in international journals. (ii)SISR phenomenon induced vibration, excitation system induced vibration, approximation of excitation system induced vibration, excitation system induced vibration induced The phase reduction equation is derived from the phase reduction equation. The SISR system is applicable to both periodic stress and external force. It is possible to confirm that the mutual coherence and phase stability of the binding system of the two elements can be quantitatively predicted due to the simultaneous introduction of periodic external forces. International academic papers

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Koopman operator and phase and amplitude functions for stochastic oscillators
随机振荡器的库普曼算子以及相位和幅度函数
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuzuru Kato;Jinjie Zhu;Hiroya Nakao
  • 通讯作者:
    Hiroya Nakao
南京理工大学(中国)
南京工业大学(中国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Phase reduction theory of coherent excitable systems
相干可激发系统的相位还原理论
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jinjie Zhu;Yuzuru Kato;Hiroya Nakao
  • 通讯作者:
    Hiroya Nakao
Synchronization dynamics for SISR oscillators with all-to-all coupling
具有全对全耦合的 SISR 振荡器的同步动态
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jinjie Zhu;Yuzuru Kato and Hiroya Nakao
  • 通讯作者:
    Yuzuru Kato and Hiroya Nakao
Construction and application of phase reduction in coherent excitable systems
相干可激励系统相位还原的构建与应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jinjie Zhu;Yuzuru Kato;Hiroya Nakao
  • 通讯作者:
    Hiroya Nakao
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連続測定を用いた量子非線形振動子の同期解析
使用连续测量对量子非线性振荡器进行同步分析
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  • 通讯作者:
    中尾 裕也
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    安達雄飛;加藤 譲;中尾 裕也
  • 通讯作者:
    中尾 裕也
量子コヒーレンス共鳴現象の解析
量子相干共振现象分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    加藤 譲;中尾 裕也
  • 通讯作者:
    中尾 裕也
振幅縮約理論を用いた強入力下における注入同期の最適化
利用减幅理论优化强输入下的注入锁定
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    髙田翔平;加藤 譲;中尾 裕也
  • 通讯作者:
    中尾 裕也
エレメンタリーセルオートマトンのKoopmanスペクトル解析
基本元胞自动机的库普曼谱分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    多賀 圭理;加藤 譲;河原 吉伸;山崎 義弘;中尾 裕也
  • 通讯作者:
    中尾 裕也

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大自由度非線形力学系に対するKoopman作用素論に基づく縮約理論の展開
基于库普曼算子理论的大自由度非线性动力系统简化理论的发展
  • 批准号:
    22K11919
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
高次元神経力学系および大規模ネットワークにおけるノイズ誘起発火現象の解析
高维神经动力学系统和大规模网络中噪声引起的放电现象分析
  • 批准号:
    20F20017
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
高次元神経力学系および大規模ネットワークにおけるノイズ誘起発火現象の解析
高维神经动力学系统和大规模网络中噪声引起的放电现象分析
  • 批准号:
    20F02017
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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物理系统动态信息表示的数理统计研究
  • 批准号:
    15740236
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
非局所結合素子系の時空カオスとその特異性
非局域耦合元系统中的时空混沌及其奇异性
  • 批准号:
    98J09417
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 1.41万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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