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神经元模型与听觉信息处理

作者：孙立宁

出版社：科学出版社出版时间：2024-06-01

开本： B5 页数： 310

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版权信息
内容简介
目录

神经元模型与听觉信息处理版权信息

ISBN：9787030746948
条形码：9787030746948 ; 978-7-03-074694-8
装帧：平装
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
自然科学
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神经元模型与听觉信息处理内容简介

无论是运动神经系统，还是脑神经系统，神经元都是其基本单元，信息都是在神经元上产生并先在其自身的不同位置间相互扩散后，才向外扩散、传播的，因此，生物智能的基础和核心是神经元信息产生、发展、扩散以及信息处理问题，这使得研究神经元信息产生、发展、扩散的时空动态过程以及结合该过程的信息处理变得十分必要，也是建立新的智能理论和方法的基础与核心。本书基于作者主持的国家技术发明奖“纳米级精密定位及微操作机器人关键技术”、国家自然科学基金重点项目“基于SEM的纳米器件制造中多机器人操作机理与自主协调控制研究”等一系列项目成果，重点介绍了神经元模型与听觉信息处理的相关理论和技术。全书共10章，分为两部分，**部分神经元模型，包括：第1章神经元离子通道中的门粒子动力学模型；第2章基于光学点扩散函数的离子通道等效模型；第3章钠、钾离子通道物理等效模型；第4章基于钠、钾离子通道等效模型的神经元膜电势时空动态模型；第5章神经元膜电势增量振荡特性；第6章神经元膜电势时空动态模型的应用。第二部分为听觉处理，包括第7章基于振动理论和听觉机理的耳蜗感知模型；第8章基于振动理论的神经元滤波模型；第9章基于耳蜗感知和神经元滤波的听觉信息处理方法；第10章基于CP-NF方法的听觉信息处理实验。

神经元模型与听觉信息处理目录

目录序前言第1章绪论11.1 神经元结构与工作机制21.1.1 神经元的工作机制41.1.2 神经元模型分类51.2 听觉信息处理171.2.1 外周听觉系统结构171.2.2 听觉学说与耳蜗模型191.2.3 听觉滤波器241.2.4 神经元滤波27**部分神经元模型第2章神经元离子通道中的门粒子动力学模型312.1 膜电势产生机理简介312.2 随机振动系统与生物门粒子系统的物理等价性332.3 基于随机振动系统的门粒子动力学模型352.4 仿真实验372.4.1 模型的参数选择372.4.2 仿真实验结果382.4.3 仿真实验结果分析412.5 基于膜电势正反馈的门粒子动力学模型的修正方法422.5.1 修正方法422.5.2 仿真实验结果462.5.3 仿真实验结果分析52第3章基于光学点扩散函数的离子通道物理等效模型533.1 离子通道结构与分类以及离子渗透机理533.1.1 离子通道结构533.1.2 离子通道分类543.1.3 离子渗透机理543.2 光学设备记录方法研究膜电势时空（多维）动态过程543.3 基于光学的离子通道物理等效模型583.3.1 离子通道的两个假设583.3.2 离子通道物理等效模型613.3.3 两个容易混淆的概念623.4 离子通道等效透镜的点扩散函数的建立623.5 光学响应指数ξ的计算方法633.6 离子通道物理等效模型的参数选择与计算方法643.6.1 离子通道等效透镜的直径D0和焦距力的计算方法643.6.2 平行光源Op的波长λ的选择663.6.3 平行光源Op所产生的脉冲强度It的计算方法663.7 仿真实验673.7.1 仿真实验结果673.7.2 仿真实验结果分析75第4章钠、钾离子通道物理等效模型764.1 单个钠离子通道物理等效模型764.1.1 单个钠离子通道物理等效模型主要参数764.1.2 平均膜电势增量对比834.2 光学线性叠加原理844.3 多钠离子通道物理等效模型与仿真分析854.3.1 多钠离子通道物理等效模型854.3.2 仿真与结果分析874.4 单个钾离子通道物理等效模型904.4.1 单个钾离子通道物理等效模型主要参数904.4.2 平均膜电势增量对比994.5 多钾离子通道物理等效模型与仿真分析1014.5.1 无相互作用的多钾离子通道物理等效模型1014.5.2 相互作用的多钾离子通道物理等效模型1054.5.3 两种形式的多钾离子通道物理等效模型的仿真结果分析108第5章基于钠、钾离子通道物理等效模型的神经元膜电势时空动态模型1105.1 基于多钠、钾离子通道物理等效模型的神经元时空动态模型1115.1.1 建立神经元膜电势时空动态模型1115.1.2 开放钠、钾离子通道产生的电势增量扩散距离1145.2 对比实验1165.2.1 去极化空间分布对比1165.2.2 空间总和作用对比1185.2.3 膜电势产生、发展与消亡的时空动态过程对比1195.2.4 时间总和对比1225.3 平均膜电势增量对比实验1255.3.1 平均膜电势增量计算方法1255.3.2 对比与结果分析1255.4 不同刺激电势下的膜电势时空动态过程仿真1315.5 局部膜电位的时空动态过程仿真134第6章神经元膜电势增量振荡特性1376.1 神经元膜电势振荡1376.2 基于离子通道物理等效模型的神经元膜电势增量振荡模型1396.2.1 离子通道物理等效模型的振荡1396.2.2 建立神经元细胞膜上平均电势增量的振荡模型1406.3 振荡模型的特性1416.3.1 平衡点稳定性1426.3.2 周期解的存在性1446.3.3 近似周期解1476.3.4 张弛振荡1516.3.5 混沌1536.4 实验验证1556.4.1 实验参数选择1566.4.2 单个脉冲振荡对比1576.4.3 周期振荡对比158第7章神经元膜电势时空动态模型的应用1607.1 神经元膜电势时空动态扩散过程模拟1607.2 基于神经元膜电势增量振荡模型的信号滤波算法1727.2.1 建立神经元滤波算法1727.2.2 生命体征信号滤波1787.2.3 加速度计、陀螺仪信号滤波1827.2.4 实验结果分析184第二部分听觉信息处理第8章神经元信息传递与滤波处理模型及其特性1878.1 振动理论与神经元信息处理1878.2 神经元信息传递与滤波处理模型1908.2.1 突触滤波机理与神经元滤波分析1908.2.2 模型构建1928.2.3 模型参数分析1978.3 模型特性1988.3.1 信息传递特性1988.3.2 系统响应特性2018.3.3 客观性能评价2028.3.4 实时性206第9章基于耳蜗感知和神经元滤波的听觉信息处理方法2099.1 听觉与耳蜗感知机理2099.1.1 听觉机理2099.1.2 耳蜗感知机理2099.1.3 听神经频率保持机理2119.2 耳蜗感知模型2129.2.1 耳蜗感知模型建立2129.2.2 基底膜等效振动系统2149.2.3 耳蜗微观力学特性2159.2.4 耳蜗感知模型数学描述2189.3 CP-NF听觉信息处理方法2199.3.1 研究目标2199.3.2 耳蜗感知信息与神经元滤波响应的相关性条件2219.3.3 CP-NF方法数学描述223第10章 CP-NF听觉信息处理方法特性22510.1 CP-NF听觉信息处理方法参数22510.1.1 稳定参数条件22510.1.2 基于基底膜频域响应*线非对称性的参数选择22610.1.3 基于基底膜频率分析特性的参数22910.1.4 基于基底膜频域响应误差修正的参数预处理23210.1.5 参数确定流程23510.2 听觉响应一致性23610.2.1 非线性放大特性23710.2.2 频域响应特性23910.2.3 时域响应特性24110.3 性能评估24310.3.1 听觉响应一致性比较24310.3.2 实现复杂度比较245第11章 CP-NF听觉信息处理方法的应用24711.1 声音激励响应24711.1.1 纯音激励24811.1.2 复合音激励24911.2 CP-NF听觉滤波器组25111.2.1 CP-NF听觉滤波器组构建25111.2.2 CP-NF听觉滤波器组特性25211.2.3 不同听觉滤波器组对比25411.3 语音响应25711.3.1 基音25811.3.2 语谱图25911.3.3 共振峰提取26011.4 声音增强26111.4.1 低信噪比环境下的声音增强实验26111.4.2 不同噪声环境下的语音增强265参考文献274附录A Fn的详细计算过程289附录B 对式（7-23）和式（7-24）所描述的重要特性的数学归纳法证明292

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