视皮层是视觉系统的中枢,本文针对视皮层的生理结构,建立一个简化的视皮层神经网络数学模型,从计算神经科学的角度数值分析视皮层神经元的发放节律和神经元群的同步现象。本文在视皮层生理解剖的基础上,主要探讨了以下三方面的问题。 ㈠神经元是神经系统的基本单元,神经元的发放节律是神经计算的基础。这里简要介绍了单神经元Hindmarsh-Rose(HR)模型,从数值计算的结果可以看出,该模型的动作电位呈现周期簇爆发的放电模式。动作电位的峰峰间距(ISI)随钙离子浓度和外界直流刺激的变化,均出现混沌、分岔现象。 ㈡介绍了Rall电缆模型和房室模型。针对神经细胞的生理性质和几何结构,利用房室模型构造一个神经元模型,并对该模型进行数值仿真计算。计算结果表明,神经元的生理性质和几何结构的变化都影响神经元的发放节律,不同的树突形态,可显示不同的发放模式。 ㈢根据视皮层的生理结构,利用单神经元HR模型,通过突触连接模型,构造视皮层的网络结构模型,数值研究网络中神经元群的同步现象。神经元的同步振荡被认为是神经编码的一大特性,这里的数值计算结果,可以得到网络中各层的神经元都出现同步振荡现象,并且双极层神经元同步发放持续的时间更长。此外,文章还分析外界刺激对视觉系统中神经元放电节律的影响,放电节律同样出现混沌和分岔现象。