Analysis of additive and parametric noise effects on Morris – Lecar neuron model

 pdf (1242K)  / Annotation

List of references:

  1. В. С. Анищенко, В. В. Астахов, Т. Е. Вадивасова, А. Б. Нейман, Г. И. Стрелкова, Л. Шиманский-Гайер. Нелинейные эффекты в хаотических и стохастических системах. — М.–Ижевск: ИКИ, 2003. — 544 с.
    • V. S. Anishchenko, V. V. Astakhov, T. E. Vadivasova, A. B. Neiman, G. I. Strelkova, L. Schimansky-Geier. Nonlinear effects in chaotic and stochastic systems. — Moscow–Izhevsk: Institut komjuternykh issledovanij, 2003. — 544 p. — in Russian. — MathSciNet: MR1904459.
  2. И. А. Башкирцева, Т. В. Перевалова. Анализ стохастических аттракторов при бифуркации точка покоя – цикл // Автоматика и телемеханика. 2007. — № 10. — С. 53–69.
    • I. A. Bashkirtseva, T. V. Perevalova. Analysis of stochastic attractors for the equilibrium-cycle bifurcation // Avtomatika i telemekhanika. 2007. — no. 10. — P. 53–69. — in Russian. — Math-Net: Mi eng/at1064. — MathSciNet: MR2360027. — zbMATH: Zbl 1146.93039.
  3. И. А. Башкирцева, Л. Б. Ряшко. Метод квазипотенциала в исследовании локальной устойчивости предельных циклов к случайным возмущениям // Изв. вузов. Прикл. нелинейная динамика. 2001. — Т. 9, № 6. — С. 104–113.
    • I. A. Bashkirtseva, L. B. Ryashko. Quasipotential method in the study of local stability of limit cycles to the random perturbations // Izvestiya vuzov. Prikladnaya nelinejnaya dinamika. 2001. — V. 9, no. 6. — P. 104–114. — in Russian. — zbMATH: Zbl 1057.34044.
  4. А. Д. Вентцель, М. И. Фрейдлин. Флуктуации в динамических системах под действием малых случайных возмущений. — М: Наука, 1979. — 424 с.
    • A. D. Ventcel’, M. I. Frejdlin. Fluctuations in dynamical systems under the influence of small random perturbations. — Moscow: Nauka, 1979. — 424 p. — in Russian. — MathSciNet: MR0553953.
  5. К. В. Гардинер. Стохастические методы в естественных науках. — М: Мир, 1986. — 538 с.
    • K. V. Gardiner. Stochastic methods in the natural sciences. — Moscow: Mir, 1986. — 538 p. — in Russian. — MathSciNet: MR0879600.
  6. Г. Н. Мильштейн, Л. Б. Ряшко. Первое приближение квазипотенциала в задачах об устойчивости систем со случайными невырожденными возмущениями // Прикл. математика и механика. 1995. — Т. 59, № 1. — С. 53–63.
    • G. N. Mil’shtejn, L. B. Ryashko. The first approximation of the quasipotential in problems of stability of systems with nondegenerate random perturbations // Prikladnaya matematika i mekhanika. 1995. — V. 59, no. 1. — P. 53–63. — in Russian.
  7. Е. С. Слепухина. Индуцированные шумом колебания больших амплитуд в модели нейрона Моррис–Лекара с возбудимостью класса 1 // Нелинейная динамика. 2016. — Т. 12, № 3. — С. 327–340.
    • E. S. Slepukhina. Noise-induced large amplitude oscillations in Morris–Lecar neuron model with class 1 excitability // Nelinejnaja dinamika. 2016. — V. 12, no. 3. — P. 327–340. — in Russian. — DOI: 10.20537/nd1603003. — MathSciNet: MR3620313. — zbMATH: Zbl 06774755.
  8. I. Bashkirtseva, L. Ryashko. Analysis of excitability for the FitzHugh-Nagumo model via a stochastic sensitivity function technique // Phys. Rev. E. 2011. — V. 83, no. 6. — 8 p. — 061109. — DOI: 10.1103/PhysRevE.83.061109.
  9. I. A. Bashkirtseva, L. B. Ryashko. Stochastic sensitivity of 3D-cycles // Mathematics and Computers in Simulation. 2004. — V. 66, no. 1. — P. 55–67. — DOI: 10.1016/j.matcom.2004.02.021. — MathSciNet: MR2064727. — zbMATH: Zbl 1090.34048.
  10. I. Bashkirtseva, S. Fedotov, L. Ryashko, E. Slepukhina. Stochastic Bifurcations and Noise-Induced Chaos in 3D Neuron Model // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2016. — V. 26, no. 12. — P. 1630032. — DOI: 10.1142/S0218127416300329. — MathSciNet: MR3574800.
  11. N. Berglund, B. Gentz. Noise-Induced Phenomena in Slow-Fast Dynamical Systems: A Sample-Paths Approach. — Springer-Verlag, 2005. — 276 p. — MathSciNet: MR2197663.
  12. M. Dembo, O. Zeitouni. Large deviations techniques and applications. — Boston: Jones and Bartlett Publishers, 1995. — 346 p. — MathSciNet: MR1202429.
  13. L. Gammaitoni, P. Hanggi, P. Jung, F. Marchesoni. Stochastic resonance // Rev. Mod. Phys. 1998. — V. 70, no. 1. — P. 223–287. — DOI: 10.1103/RevModPhys.70.223.
  14. J. B. Gao, S. K. Hwang, J. M. Liu. When can noise induce chaos? // Phys. Rev. Lett. 1999. — V. 82. — P. 1132–1135. — DOI: 10.1103/PhysRevLett.82.1132.
  15. F. Gassmann. Noise-induced chaos-order transitions // Phys. Rev. E. 1997. — V. 55. — P. 2215–2221. — DOI: 10.1103/PhysRevE.55.2215.
  16. A. L. Hodgkin. The local electric changes associated with repetitive action in a non-medullated axon // J Physiol. 1948. — V. 107, no. 2. — P. 165–181. — DOI: 10.1113/jphysiol.1948.sp004260.
  17. W. Horsthemke, R. Lefever. Noise-Induced Transitions. — Berlin: Springer, 1984. — 318 p. — MathSciNet: MR0724433. — zbMATH: Zbl 0529.60085.
  18. E. M. Izhikevich. Dynamical Systems in Neuroscience: The Geometry of Excitability and Bursting. — Cambridge: MIT Press, 2007. — 521 p. — MathSciNet: MR2263523.
  19. B. Jia, H.-G. Gu, Y.-Y. Li. Coherence-Resonance-Induced Neuronal Firing near a Saddle-Node and Homoclinic Bifurcation Corresponding to Type-I Excitability // Chinese Physics Letters. 2011. — V. 28, no. 9. — P. 090507. — DOI: 10.1088/0256-307X/28/9/090507.
  20. C. Kurrer, K. Schulten. Effect of noise and perturbations on limit cycle systems // Phys. D. 1991. — V. 50, no. 3. — P. 311–320. — DOI: 10.1016/0167-2789(91)90001-P. — MathSciNet: MR1119029. — zbMATH: Zbl 0749.58044.
  21. B. Lindner, L. Schimansky-Geier. Analytical approach to the stochastic FitzHugh-Nagumo system and coherence resonance // Phys. Rev. E. 1999. — V. 60, no. 6. — P. 7270–7276. — DOI: 10.1103/PhysRevE.60.7270.
  22. C. Liu, X. Liu, S. Liu. Bifurcation analysis of a Morris–Lecar neuron model // Biol. Cybern. 2014. — V. 108. — P. 75–84. — DOI: 10.1007/s00422-013-0580-4. — MathSciNet: MR3162748.
  23. K. Matsumoto, I. Tsuda. Noise-induced order // J. Stat. Phys. 1983. — V. 33. — P. 87–106. — DOI: 10.1007/BF01010923. — MathSciNet: MR0711470.
  24. M. D. McDonnell, N. G. Stocks, C. E. M. Pearce, D. Abbott. Stochastic resonance: From Suprathreshold Stochastic Resonance to Stochastic Signal Quantization. — Cambridge University Press, 2008. — 448 p.
  25. C. Morris, H. Lecar. Voltage oscillations in the Barnacle giant muscle fiber // Biophys. J. 1981. — V. 35. — P. 193–213. — DOI: 10.1016/S0006-3495(81)84782-0.
  26. J. M. Newby. Spontaneous Excitability in the Morris-Lecar Model with Ion Channel Noise // SIAM J. Appl. Dyn. Syst. 2014. — V. 13, no. 4. — P. 1756–1791. — DOI: 10.1137/140971385. — MathSciNet: MR3285231. — zbMATH: Zbl 1348.60142.
  27. J. Rinzel, G. B. Ermentrout. Analysis of neural excitability and oscillations, Methods in Neuronal Modeling. — Cambridge: The MIT Press, 1989. — 687 p.
  28. T. Tateno, K. Pakdaman. Random dynamics of the Morris–Lecar neural model // Chaos. 2004. — V. 14. — P. 511. — DOI: 10.1063/1.1756118. — MathSciNet: MR2089477.
  29. K. Tsumoto, H. Kitajima, Y. Yoshinaga, K. Aihara, H. Kawakami. Bifurcations in Morris-Lecar neuron model // J. Neurocomputing. 2006. — V. 69. — P. 293–316. — DOI: 10.1016/j.neucom.2005.03.006.

Indexed in Scopus

Full-text version of the journal is also available on the web site of the scientific electronic library eLIBRARY.RU

The journal is included in the Russian Science Citation Index

The journal is included in the RSCI

International Interdisciplinary Conference "Mathematics. Computing. Education"