[發明專利]可變神經元、突觸模擬裝置及模擬基底神經環路

在審

• 申請號: 201810760217.0
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109727678A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 徐志強
• 申請（專利權）人: 徐志強
• 主分類號: G16H50/50
• 分類號: G16H50/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種神經元模擬裝置，包括有樹突輸入端、信號處理模塊、和軸突輸出端；作為現有技術，信號處理模塊包括有膜積分電路、第一閾值觸發電路和第二閾值觸發電路、第一動作電位脈沖產生電路和第二動作電位脈沖產生電路；一個連接在第二動作電位產生電路輸出端與樹突輸入端之間的反向傳送通道；其特征在于：樹突輸入端連接到膜積分電路的輸入端，膜積分電路的輸出端連接到第二閾值觸發電路的輸入端，同時還通過一個延遲電路連接到第一閾值觸發電路的輸入端；第一動作電位脈沖產生電路的輸出端連接到第一膜放電電路的輸入端，第一膜放電電路的放電端(通過一只電阻，使得只能部分清除膜積分電路的殘留電位)連接到膜積分電路的輸出端；第二動作電位脈沖產生電路的輸出端連接到第二膜放電電路的輸入端，第二膜放電電路的放電端直接連接到膜積分電路的輸出端；第二動作電位脈沖產生電路的輸出端和第一動作電位產生電路的輸出端共同連接到一個軸突輸出電路的輸入端，軸突輸出電路的輸出端連接到軸突輸出端。

2.根據權利要求1所述的一種神經元模擬裝置，其特征在于：所述樹突輸入端用于模擬神經元的樹突輸入；所述信號處理模塊用于模擬神經元對信號進行整合和處理的部分；所述軸突輸出端用于模擬神經元的軸突輸出；所述膜積分電路用于模擬對膜輸入興奮電位整合的過程；所述第一膜放電電路用于模擬低閾值動作電位觸發后對軸突AIS上膜殘留興奮電位的清除動作；所述第二膜放電電路用于模擬高閾值動作電位觸發后對軸突AIS、胞體和樹突的膜殘留興奮電位的清除動作；所述第一閾值觸發電路用于模擬神經元觸發低閾值動作電位的動作，其觸發閾值較低；所述第二閾值觸發電路用于模擬神經元觸發高閾值動作電位的動作，其觸發閾值較高；所述第一動作電位脈沖產生電路用于模擬神經元觸發低閾值動作電位時產生的輸出脈沖；所述第二動作電位脈沖產生電路用于模擬神經元觸發高閾值動作電位時產生的輸出脈沖。

3.一種可選擇以不同神經遞質工作的可變突觸模擬裝置，包括突觸輸入端、突觸輸出端、和突觸模式選擇電路；突觸模式選擇電路，包括一個多選一的選擇開關和多個具有不同突觸傳遞特性的突觸模擬電路，通過多選一的選擇開關來選擇其中一個突觸模擬電路接入電路進行工作。這樣所述的可變突觸模擬裝置能夠通過開關選擇，模擬以不同神經遞質進行工作的突觸傳遞特性。

4.根據權利要求3所述的一種可變突觸模擬裝置，其特征在于：所述多個具有不同突觸傳遞特性的突觸模擬電路，包括以下突觸模擬電路的至少二個：⑴、Glu神經突觸模擬電路，當多選一選擇開關選擇該項時該突觸模擬電路接入突觸輸入端和突觸輸出端之間，則可變突觸模擬裝置相當于一個以谷氨酸能神經元工作的神經元軸突末梢的突觸模擬裝置，簡稱為谷氨酸能神經突觸模擬裝置或模擬Glu突觸；⑵、GABA神經突觸模擬電路，當多選一選擇開關選擇該項時該突觸模擬電路接入突觸輸入端和突觸輸出端之間，則可變突觸模擬裝置相當于一個以GABA神經元工作的神經元軸突末梢的突觸模擬裝置，簡稱為GABA神經突觸模擬裝置或模擬GABA突。⑶、Ach神經突觸模擬電路，當多選一選擇開關選擇該項時該突觸模擬電路接入突觸輸入端和突觸輸出端之間，則可變突觸模擬裝置相當于一個以膽堿能神經元工作的神經元軸突末梢的突觸模擬裝置，簡稱為膽堿能神經突觸模擬裝置或模擬Ach突觸。⑷、DA神經突觸模擬電路，當多選一選擇開關選擇該項時該突觸模擬電路接入突觸輸入端和突觸輸出端之間，則可變突觸模擬裝置相當于一個以多巴胺神經元工作的神經元軸突末梢的突觸模擬裝置，簡稱為多巴胺神經突觸模擬裝置或模擬DA突觸。⑸、NE神經突觸模擬電路，當多選一選擇開關選擇該項時該突觸模擬電路接入突觸輸入端和突觸輸出端之間，則可變突觸模擬裝置相當于一個以去甲腎上腺素能神經元工作的神經元軸突末梢的突觸模擬裝置，簡稱為NE能神經突觸模擬裝置或模擬NE突觸。