Известия высших учебных заведений
Прикладная нелинейная динамика
ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)

Нелинейная динамика и нейронаука

Особенности многоэлектродной регистрации эпизодических разрядов слабоэлектрических рыб

Цель данной работы заключалась в разработке многоэлектродной матричной регистрации для построения образов электрических полей эпизодических разрядов слабоэлектрических рыб. Методы. Описаны особенности многоэлектродной регистрации для исследований электрических рыб: конструкция электродной решётки, схемы усилителей, организация общих точек для дифференциальных измерений и восстановление абсолютных значений потенциалов, применение метода главных компонент. Результаты.

Гемодинамический ответ в моторной коре на выполнение различных типов движения

Цель настоящего исследования — изучение особенностей гемодинамического ответа на выполнение различных типов движения (одиночное движение, серия движений, «тэппинг») правой рукой. Методы. В данной работе регистрация гемодинамического ответа осуществлялась с помощью функциональной ближней инфракрасной спектроскопии (прибор NIRScout от NIRx, Германия). Система NIRScout использует 16 оптодов (8 источников и 8 детекторов) для регистрации гемодинамического ответа в коре головного мозга с частотой дискретизации 7.8125 Гц.

Выявление нейронной сети, лежащей в основе парадигмы скрытого наименования изображений, с помощью магнитоэнцефалографии

Цель работы — исследовать пространственно-временную активность мозга, вызываемую сенсорными и семантическими процессами во время именования объектов. Для этого были проведены эксперименты по магнитоэнцефалографии (МЭГ) с пятнадцатью субъектами, которые были поделены на три равные по размеру группы с разными типами языковой подготовки и навыков. Методы и результаты.

Влияние «сенсорной предыстории» на обработку головным мозгом неоднозначных визуальных стимулов

Цель исследования — изучить влияние особенностей сенсорной информации, предшествующей целевому визуальному стимулу, на его обработку нейронной сетью коры головного мозга. В качестве визуальных стимулов используются неоднозначные изображения — кубы Неккера с высокой и низкой степенью неоднозначности. Методы. Используются методы частотно-временного анализа исходных сигналов электрической активности головного мозга на основе вейвлет-преобразования. Для сравнения поведенческих характеристик визуального восприятия используется многофакторный дисперсионный анализ.

Общность механизмов возникновения безаттракторных колебательных режимов в радиотехнических моделях таламокортикальной сети мозга

Цель – показать, что длинные переходные процессы в мезомасштабных моделях таламокортикальных сетей мозга могут быть реализованы в достаточно общем случае – при различном числе элементов в ансамбле (разной детализации) и различной начальной фазе внешнего воздействия, а также сохраняются при малых вариациях числа и структуры связей. Методы. Таламокортикальные сети головного мозга моделируются с помощью радиотехнической цепи, реализованной с использованием компьютерного SPICE-эмулятора электронных схем.

Динамика искусственной рекуррентной нейронной сети в задаче моделирования когнитивной функции

Цель работы состоит в построении искусственной рекуррентной нейронной сети, активность которой моделирует когнитивную функцию, связанную со сравнением двух вибротактильных стимулов, предъявляемых с задержкой, и анализе динамических механизмов, лежащих в основе её работы. Методы. Машинное обучение, анализ пространственно-временной динамики и фазового пространства. Результаты. Активность обученной рекуррентной нейронной сети моделирует когнитивную функцию сравнения двух стимулов с задержкой.

Периодические режимы группового доминирования в полносвязных нейронных сетях

Рассматриваются нелинейные системы дифференциальных уравнений с запаздыванием, являющиеся математическими моделями полносвязных сетей импульсных нейронов. Целью работы является изучение динамических свойств одного специального класса решений этих систем. Методами большого параметра исследуются вопросы о существовании и устойчивости в изучаемых моделях специальных периодических движений – так называемых режимов группового доминирования или k-доминирования, где k ∈ N. Результаты.

Нелинейные явления в осцилляторных сетях Курамото с динамическими связями

Цель настоящего исследования – познакомить читателя с одним из эффективных подходов к описанию процессов в адаптивных сетях, построенных в рамках широко известной модели Курамото. Методы. Решение поставленной задачи основано на анализе результатов работ, посвящённых изучению динамики осцилляторных сетей с адаптивными связями. Рассмотрены основные классы моделей динамических связей, используемых при описании адаптивных сетей, проанализированы динамические и структурные эффекты, вызванные наличием соответствующего закона адаптации связей. Результаты.

Мониторинг состояния головного мозга человека в задачах принятия решений при восприятии стимулов

Цель настоящего обзора – рассмотрение современного состояния исследования сенcомоторной интеграции в мозге человека при визуальном восприятии и последующем принятии решений в условиях недостаточной информации. Методы. В данном обзоре рассматриваются подходы частотно-временного вейвлет-анализа для выявления особенностей активности мозга при выполнении перцептивных задач, а также возможности использования подобных методов в задачах построения интерфейсов мозг – компьютер. Результаты.

Концентрация кальция в астроцитах: возникновение сложных спонтанных колебаний и их затухание

Цель данной работы – показать механизмы переходов между различными динамическими режимами спонтанной кальциевой активности астроцитов. С этой целью динамика недавно представленной математической модели Лаврентовича–Хемкина была исследована как аналитическими, так и численными методами. Методы. Для получения условий прекращения колебаний был проведен линейный анализ устойчивости точки равновесия. Сложная динамика изучалась численно в рамках построения реализаций и бифуркационных диаграмм. Результаты.

Страницы