عنوان مقاله :
شكل‌گيري موج‌هاي مارپيچي در شبكه‌اي متشكل از نورون‌هاي داراي شار مغناطيسي مشتق‌پذير يك‌نواخت
عنوان به زبان ديگر :
Spiral Waves Formation in a Network of Neuron Model with Monotonically Differentiable Magnetic Flux
پديد آورندگان :
پرستش، فاطمه دانشگاه صنعتي اميركبير - دانشكده‌ي مهندسي پزشكي - گروه بيوالكتريك، تهران، ايران , جعفري، سجاد دانشگاه صنعتي اميركبير - دانشكده‌ي مهندسي پزشكي - گروه بيوالكتريك، تهران، ايران , آذرنوش، حامد دانشگاه صنعتي اميركبير - دانشكده‌ي مهندسي پزشكي - گروه بيوالكتريك، تهران، ايران
كليدواژه :
مدل نوروني ارتقا يافته‌ي هيندمارش-رز , شبكه‌ي نوروني , موج‌هاي مارپيچي
چكيده فارسي :
موج‌هاي مارپيچي نوع خاصي از الگوهاي زماني-مكاني هستند كه در بسياري از سيستم‌هاي پيچيده از جمله شبكه‌هاي نوروني وجود دارند. ظهور اين امواج به ساختار شبكه و هم‌چنين ديناميك اجزاي تشكيل دهنده‌ي آن بستگي دارد. در اين مقاله، ابتدا يك مدل نوروني جديد بر پايه‌ي مدل هيندمارش-رز ارائه شده است. در اين مدل از يك تابع ممريستوري هيپربوليك به عنوان شار مغناطيسي نورون استفاده شده كه خاصيت مشتق‌پذيري به طور يك‌نواخت را دارد. هم‌چنين يك القاي الكترومغناطيسي خارجي نيز به نورون وارد شده و مدل نوروني با رسم نمودار بايفوركيشن و طيف لياپانوف، در دو حالت بدون القاي خارجي و با القاي متناوب مورد بررسي قرار گرفته است. نمودار بايفوركيشن مدل پيشنهادي، خاصيت ضديك‌نواختي را نشان داده كه در مدل‌هاي پيشين مشاهده نشده است. سپس يك شبكه‌ي مربعي از مدل نوروني جديد در نظر گرفته شده و الگوهاي مكاني-زماني مورد بررسي قرار گرفته‌اند. موج‌هاي مارپيچي، با تغيير پارامترها در محدوده‌هايي معين قابل مشاهده بوده و شكل‌گيري اين امواج به تعامل بين تمام پارامترها وابسته است.
چكيده لاتين :
Spiral wave is a particular spatiotemporal pattern, observed in a wide range of complex systems such as neuronal network. Appearance of these waves is related to the network structure as well as the dynamics of its blocks. In this paper, we propose a new modified Hindmarsh-Rose neuron model. The proposed model uses a hyperbolic memductance function as the monotonically differentiable magnetic flux. An external electromagnetic excitation is also considered in the model. Firstly, we study the dynamics of the proposed neuron model through bifurcation diagram and Lyapunov spectrum, in two cases of no excitation and periodic excitation. The bifurcation diagram shows the property of antimonotonicity, which has not been observed in the previous models. Then a square network is constructed and we investigate the spatiotemporal pattrens. By varying the parameters values, spiral waves are observed in specific ranges. The formation of these waves depends on the interaction of all parameters simultaneously.
عنوان نشريه :
مهندسي پزشكي زيستي
