序
前言
第1章 绪论
1.1 神经元结构与工作机制
1.1.1 神经元的工作机制
1.1.2 神经元模型分类
1.2 听觉信息处理
1.2.1 外周听觉系统结构
1.2.2 听觉学说与耳蜗模型
1.2.3 听觉滤波器
1.2.4 神经元滤波
第一部分 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
2.1 膜电势产生机理简介
2.2 随机振动系统与生物门粒子系统的物理等价性
2.3 基于随机振动系统的门粒子动力学模型
2.4 仿真实验
2.4.1 模型的参数选择
2.4.2 仿真实验结果
2.4.3 仿真实验结果分析
2.5 基于膜电势正反馈的门粒子动力学模型的修正方法
2.5.1 修正方法
2.5.2 仿真实验结果
2.5.3 仿真实验结果分析
第3章 基于光学点扩散函数的离子通道物理等效模型
3.1 离子通道结构与分类以及离子渗透机理
3.1.1 离子通道结构
3.1.2 离子通道分类
3.1.3 离子渗透机理
3.2 光学设备记录方法研究膜电势时空(多维)动态过程
3.3 基于光学的离子通道物理等效模型
3.3.1 离子通道的两个假设
3.3.2 离子通道物理等效模型
3.3.3 两个容易混淆的概念
3.4 离子通道等效透镜的点扩散函数的建立
3.5 光学响应指数ξ的计算方法
3.6 离子通道物理等效模型的参数选择与计算方法
3.6.1 离子通道等效透镜的直径D0和焦距力的计算方法
3.6.2 平行光源Op的波长λ的选择
3.6.3 平行光源Op所产生的脉冲强度It的计算方法
3.7 仿真实验
3.7.1 仿真实验结果
3.7.2 仿真实验结果分析
第4章 钠、钾离子通道物理等效模型
4.1 单个钠离子通道物理等效模型
4.1.1 单个钠离子通道物理等效模型主要参数
4.1.2 平均膜电势增量对比
4.2 光学线性叠加原理
4.3 多钠离子通道物理等效模型与仿真分析
4.3.1 多钠离子通道物理等效模型
4.3.2 仿真与结果分析
4.4 单个钾离子通道物理等效模型
4.4.1 单个钾离子通道物理等效模型主要参数
4.4.2 平均膜电势增量对比
4.5 多钾离子通道物理等效模型与仿真分析
4.5.1 无相互作用的多钾离子通道物理等效模型
4.5.2 相互作用的多钾离子通道物理等效模型
4.5.3 两种形式的多钾离子通道物理等效模型的仿真结果分析
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
5.1 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
5.1.1 建立神经元膜电势时空动态模型
5.1.2 开放钠、钾离子通道产生的电势增量扩散距离
5.2 对比实验
5.2.1 去极化空间分布对比
5.2.2 空间总和作用对比
5.2.3 膜电势产生、发展与消亡的时空动态过程对比
5.2.4 时间总和对比
5.3 平均膜电势增量对比实验
5.3.1 平均膜电势增量计算方法
5.3.2 对比与结果分析
5.4 不同刺激电势下的膜电势时空动态过程仿真
5.5 局部膜电位的时空动态过程仿真
第6章 神经元膜电势增量振荡特性
6.1 神经元膜电势振荡
6.2 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
6.2.1 离子通道物理等效模型的振荡
6.2.2 建立神经元细胞膜上平均电势增量的振荡模型
6.3 振荡模型的特性
6.3.1 平衡点稳定性
6.3.2 周期解的存在性
6.3.3 近似周期解
6.3.4 张弛振荡
6.3.5 混沌
6.4 实验验证
6.4.1 实验参数选择
6.4.2 单个脉冲振荡对比
6.4.3 周期振荡对比
第7章 神经元膜电势时空动态模型的应用
7.1 神经元膜电势时空动态扩散过程模拟
7.2 基于神经元膜电势增量振荡模型的信号滤波算法
7.2.1 建立神经元滤波算法
7.2.2 生命体征信号滤波
7.2.3 加速度计、陀螺仪信号滤波
7.2.4 实验结果分析
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
8.1 振动理论与神经元信息处理
8.2 神经元信息传递与滤波处理模型
8.2.1 突触滤波机理与神经元滤波分析
8.2.2 模型构建
8.2.3 模型参数分析
8.3 模型特性
8.3.1 信息传递特性
8.3.2 系统响应特性
8.3.3 客观性能评价
8.3.4 实时性
第9章 基于耳蜗感知和神经元滤波的听觉信息处理方法
9.1 听觉与耳蜗感知机理
9.1.1 听觉机理
9.1.2 耳蜗感知机理
9.1.3 听神经频率保持机理
9.2 耳蜗感知模型
9.2.1 耳蜗感知模型建立
9.2.2 基底膜等效振动系统
9.2.3 耳蜗微观力学特性
9.2.4 耳蜗感知模型数学描述
9.3 CP-NF听觉信息处理方法
9.3.1 研究目标
9.3.2 耳蜗感知信息与神经元滤波响应的相关性条件
9.3.3 CP-NF方法数学描述
第10章 CP-NF听觉信息处理方法特性
10.1 CP-NF听觉信息处理方法参数
10.1.1 稳定参数条件
10.1.2 基于基底膜频域响应曲线非对称性的参数选择
10.1.3 基于基底膜频率分析特性的参数
10.1.4 基于基底膜频域响应误差修正的参数预处理
10.1.5 参数确定流程
10.2 听觉响应一致性
10.2.1 非线性放大特性
10.2.2 频域响应特性
10.2.3 时域响应特性
10.3 性能评估
10.3.1 听觉响应一致性比较
10.3.2 实现复杂度比较
第11章 CP-NF听觉信息处理方法的应用
11.1 声音激励响应
11.1.1 纯音激励
11.1.2 复合音激励
11.2 CP-NF听觉滤波器组
11.2.1 CP-NF听觉滤波器组构建
11.2.2 CP-NF听觉滤波器组特性
11.2.3 不同听觉滤波器组对比
11.3 语音响应
11.3.1 基音
11.3.2 语谱图
11.3.3 共振峰提取
11.4 声音增强
11.4.1 低信噪比环境下的声音增强实验
11.4.2 不同噪声环境下的语音增强
参考文献
附录A Fn的详细计算过程
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