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信息化的日新月异使电磁环境变得越来越复杂,寻找新的方法来提高电子系统在这种环境下的稳定性成为一个亟待解决的问题。大脑能够在不稳定的外部环境下,表现出良好的自组织抗扰特性,这是传统的电子系统无法比拟的。脑的自组织抗扰机理和信息处理机制与神经元同步放电活动密切相关。因此本文基于电磁仿生防护理念,重点分析了均质和异质前馈皮层网络的突触连接概率、噪声激励等对神经元同步放电活动的影响,为仿生学研究提供一定理论支撑。本文主要工作如下: (1)研究不同连接概率下皮层网络的放电特性,观察连接概率模式对神经元同步放电活动的干扰作用。建立了不同规模的皮层网络模型,研究了神经元数目、网络拓扑结构对神经元网络放电同步特性和频率特性的影响规律;分析了神经元放电同步程度与连接概率和网络规模之间的关系,结果表明全连接模式下的神经元网络具有较好的同步放电特性,其余连接概率下皮层网络的同步放电程度与网络规模有关。 (2)分析噪声干扰和节点损伤下皮层网络的放电特性,阐明神经元网络本身的自适应鲁棒性。研究噪声刺激和刺激强度对神经元网络放电特性的作用,结果表明噪声能够诱导不相关神经元产生同步放电活动,同时抑制相关性较好的神经元产生放电活动,使网络的非线性同步放电活动更趋于一致。对不同连接概率下的皮层网络进行不同损伤程度的仿真实验,结果表明所建立的前馈皮层网络模型具有较好的自适应抗损伤特性。 (3)建立异质性前馈皮层网络模型,分析抑制性神经元和突触可塑性对网络放电特性的影响。基于兴奋性和抑制性突触可塑性构建了异质前馈皮层网络模型。对比不同突触可塑性机制对皮层网络放电特性的影响,研究表明抑制性神经元和突触可塑性会降低网络放电活动的相关性。