[发明专利]一种模拟神经元多种放电模式的演示系统

权利要求书

1.一种模拟神经元多种放电模式的演示系统，其特征在于，包括神经元电路，所述神经元电路包括数字电路模块以及模拟电路模块，所述模拟电路模块包括膜特性单元、去极化单元、脉冲复极化单元、簇放电复极化单元和心电复极化单元，所述模拟电路模块受控于所述数字电路模块，所述数字电路模块用于对所述模拟电路模块输入信号以及运行稳态可塑性规则，并根据输入信号，使所述模拟电路模块生成膜电位和阈值电压，以实现动作电位的演示输出；

或，根据输入信号，调节所述模拟电路模块的输入电导，以实现神经元电路稳态可塑性的演示；

或，根据输入信号，调节所述模拟电路模块的泄漏电阻，以实现神经元电路稳态可塑性的演示；

或，根据输入信号，调节所述模拟电路模块的阈值电压，以实现神经元电路稳态可塑性的演示；

其中，所述数字电路模块包括微控制器、用户控制接口和显示模块，所述用户控制接口的输出端与所述微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与所述显示模块的输入端连接；

所述微控制器通过数模转换模块DA₁和第一电压跟随器将第一电压信号输入至所述膜特性单元，所述微控制器将第二电压信号输入至所述去极化单元，所述膜特性单元根据所述第一电压信号生成膜电位，所述去极化单元根据所述第二电压信号生成动作电位放电的阈值电压V_th；

所述脉冲复极化单元通过动作电位输出模块与所述微控制器连接，输出膜电压产生的动作电位信号，所述脉冲复极化单元还连接有模拟开关SWT₂，所述模拟开关SWT₂受控于所述微控制器，并通过所述微控制器选择与所述簇放电复极化单元或与所述心电复极化单元连接。

2.根据权利要求1所述的模拟神经元多种放电模式的演示系统，其特征在于：所述膜特性单元包括输入电容C_in、运算放大器、可变电阻R_var1、膜电容C_mem以及可变电阻R_var2，所述输入电容C_in的一端与所述第一电压跟随器的输出端连接，所述输入电容C_in的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述可变电阻R_var1的一端与所述运算放大器的反相输入端连接，所述可变电阻R_var1的另一端与所述运算放大器的输出端连接，所述运算放大器的输出端还连接着所述膜电容C_mem和所述可变电阻R_var2的一端，所述膜电容C_mem和所述可变电阻R_var2的另一端接地，其中，所述输入电容C_in、运算放大器以及可变电阻R_var1用以将所述第一电压信号转换成电流信号，以使所述膜电容C_mem两端生成膜电位，所述可变电阻R_var1和所述可变电阻R_var2受控于所述微控制器，所述微控制器用以改变所述可变电阻R_var1和所述可变电阻R_var2的电阻值。

3.根据权利要求2所述的模拟神经元多种放电模式的演示系统，其特征在于：所述去极化单元包括数模转换芯片DA₂、第二电压跟随器、比较器、动作电位幅值电压源V_ap以及去极化电阻R₁，所述第二电压信号通过所述数模转换芯片DA₂和第二电压跟随器生成动作电位放电的阈值电压V_th至所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端与所述膜电容C_mem的一端连接，所述比较器的输出端通过模拟开关SWT₁与所述动作电位幅值电压源V_ap的正极连接，所述动作电位幅值电压源V_ap的负极接地，所述模拟开关SWT₁的输出端与所述去极化电阻R₁的一端连接，所述去极化电阻R₁的另一端与所述膜电容C_mem的一端连接。