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昆虫脑部神经元数量远小于哺乳类动物,但昆虫所表现出的部分行为却与哺乳类动物相媲美。昆虫脑部研究工作为复杂脑结构及机制的理解打下了基础,但现有生理研究手段尚未完全明晰昆虫脑部结构及机制。昆虫脑部建模通过神经网络等算法模拟昆虫脑部结构及连接方式。通过脑部模型模拟昆虫在不同环境下的反应,探究昆虫脑部结构及运行机制。昆虫脑部建模方法相比其他生理研究手段来说更加灵活,且对于机器人领域有很大的启发作用。现有昆虫脑部建模工作多以果蝇、蜜蜂的蘑菇体为中心建模,同时结合行为实验数据进行仿真。本文使用脉冲神经网络对熊蜂电刺激行为实验中相关脑部功能区进行建模,在所建立模型的基础上,对熊蜂电刺激行为实验数据进行仿真。 本研究主要内容包括:⑴以前视结节、蘑菇体、中心复合体以及后脑为中心,建立熊蜂电刺激行为实验仿真计算模型。网络使用多脉冲SpikeProp进行学习。在建立好的模型上针对熊蜂电刺激实验参数进行模拟。模拟分为两种,无延迟振翅行为实验(在可引起振翅的电压范围内,所有电压诱发的振翅时间相同)仿真及有延迟振翅行为实验(在可引起振翅的电压范围内,不同电压诱发的振翅时间不同)仿真。实验结果表明该模型可以完全模拟出无延迟振翅行为实验数据,基本可以模拟有延迟振翅行为实验数据。⑵在已建立熊蜂电刺激行为实验仿真模型的基础上,针对熊蜂固定、爬行状态下电刺激行为实验进行改进并对实验数据进行仿真。针对固定状态,对模型的前视结节神经元编码方式进行改进,同时在后脑后方加入Morris-Lecar神经元模拟周期振翅行为。针对爬行状态,在上述更改的基础上,添加触角叶模块,结合STDP学习机制,模拟Y型迷宫中食物在训练过程对熊蜂方向选择的影响。实验结果表明模型可以对固定、爬行状态下熊蜂电刺激行为实验数据进行仿真。