Electronic model of FitzHugh-Nagumo neuron

Abstract

For investigation into neurodynamical systems FitzHugh-Nagumo model is often suggested. One neuron can be easily modeled using numerical methods, but numerical modeling of the entire network of FitzHugh-Nagumo neurons requires a lot of calculation resources and time. To overcome that problem the electronic model of FitzHugh-Nagumo neuron is proposed. The article discusses and compares some electronic models of FitzHugh-Nagumo neurons. The advantages and shortcomings of each model are discussed. Microcontroller based model of the FitzHugh-Nagumo neuron is proposed. The microcontroller calculates the nonlinear part of the FitzHugh-Nagumo equations mathematically correctly, i.e. without any approximations. Simulation results of the suggested model are presented and discussed. Ill. 4, bibl. 8 (in English; abstracts in English and Lithuanian).

FitzHugh ir Nagumo neurono modelis dažnai naudojamas neuroninėms sistemoms tirti. Nors vieno FitzHugh ir Nagumo neurono imitavimas skaitiniais metodais didesnių sunkumų nekelia, tačiau, imituojant neuronų tinklą, iškyla skaičiavimo greitaveikos problema, todėl aktyviai kuriami aparatiniai modeliai. Šiame straipsnyje apžvelgiamos ir lyginamos tarpusavyje skirtingų autorių siūlomos schemos FitzHugh ir Nagumo sistemai modeliuoti. Skiriami jų pranašumai ir trūkumai. Pasiūlytas neurono modelis, kuriame netiesinė FitzHugh ir Nagumo sistemos dalis kuriama skaitmeniškai ir todėl matematiškai tiksliai. Pateikiami siūlomo modelio imitavimo rezultatai. Il. 4, bibl. 8 (anglų kalba; santraukos anglų ir lietuvių k.).