生物神经系统对外界刺激信息的处理机制一直以来备受关注。对神经信息处理机制的研究有助于了解生物各种功能的实现本质,有助于提高生物仿生能力。本文认为神经信息是一串串不规则的脉冲序列本身,神经系统对神经信息的处理主要是对不规则的脉冲序列的编码。本文采用单个神经元的脉冲编码原理来模拟神经系统的神经信息处理过程。以脉冲神经元模型为基础,将代表外界刺激信息的脉冲序列作为输入信号,经过脉冲神经元作用后,得到输出脉冲序列,再将其转化为对应的符号序列。以符号序列来表征输入脉冲序列,即外界输入的刺激信息,以此来达到识别输入的刺激信息的目的。论文完成的主要工作如下:(1)通过对外界刺激信息可排序性特点的研究,引入了序空间的概念。在序空间中,只关心信号的相对大小,而不关心它们的绝对值。本文在序空间中,应用圆映射理论和符号动力学原理对输出脉冲进行脉冲编码,分析输出脉冲序列对应的符号序列与输入脉冲间的关系。(2)采用复杂的四维的H-H模型和简单的二维的Izhikevich模型来模拟生物神经元进行实验。分别将等周期和非等周期的输入刺激信号作用于H-H模型,得到输出脉冲序列对应的符号序列,实验结果表明输出脉冲符号序列与输入脉冲间存在着一定的对应关系。再将输入刺激作用于Izhikevich模型,实验结果也表明输出脉冲符号序列与输入脉冲间存在着一定的对应关系,从而验证了序空间理论的可行性。(3)应用序空间理论对生物声纳系统的回声定位功能进行研究。在实验过程中,采用双耳相位差来判定目标方位。根据接收到的声音不同的特点,分别采用单频和变频的脉冲作为输入脉冲,刺激H-H和Izhikevich神经元模型。实验结果表明,基本可以根据输出脉冲对应的符号序列来确定目标的方位,说明回声定位能以这种方式来实现。