Logo of Saratov State University
Logo of Physics Institute
Logo of Radiophysics and Nonlinear Dynamics Department
grants-threelattices
grants-threelattices
Грант РНФ № 23-12-00103
Нелинейная динамика сложных спайковых нейронных сетей с учетом взаимодействия их компонентов, активируемых особыми типами сигналов

В рамках проекта предполагается создание моделей осцилляторных нейронных гиперсетей со спайковой динамикой, состоящих из взаимодействующих специализированных сетей, и изучение особенностей их функционирования и обучения в зависимости от параметров нейронов, характеристик связей и типов сигналов активации. Радиофизический эксперимент, предусмотренный в проекте, дает возможность использовать радиофизические методы и весь имеющийся пектр радиофизического оборудования. Планируемые исследования позволят создать релевантную математическую модель, качественно воспроизводящую определенные процессы нейронной активности в головном мозге, что и является основной целью проекта.

Руководитель проекта: Т. Е. Вадивасова.
Исполнители проекта: В. И. Пономаренко, И. А. Шепелев, А. В. Бух, А. С. Караваев, А. Сариев, Е. В. Рыбалова, А. В. Слепнев, Т. Р. Богатенко, А. В. Курбако, Д. М. Ежов.
Название конкурса: "Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами".
Период выполнения при поддержке РНФ: 2023-2025 (на сайте РНФ). Поделиться:  
Список публикаций:
  1. A. V. Bukh, N. N. Nikishina, A. A. Ryabov, E. V. Rybalova, V. V. Semenov, T. E. Vadivasova. Spike activity and coherence resonance in networks of excitable FitzHugh–Nagumo neurons: effects of coupling, noise, and periodic signal. The European Physical Journal Special Topics 234 (6) — 1107-1123 — 2025. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-025-01668-y. (2 citations).
  2. A. V. Kurbako, D. M. Ezhov, V. I. Ponomarenko, M. D. Prokhorov. Spike-timing dependent plasticity learning of small spiking neural network for image recognition. The European Physical Journal Special Topics — 2025. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-025-01512-3. (2 citations).
  3. L. V. Takaishvili, V. I. Ponomarenko, I. V. Sysoev. Simple tunable generator of neuron-like activity. Chaos, Solitons and Fractals 196 — 116316 — 116316 — 2025. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2025.116316. (1 citations).
  4. A. V. Bukh, N. N. Nikishina, A. A. Ryabov, E. V. Rybalova, V. V. Semenov, T. E. Vadivasova . Саратовские ученые нашли способ сделать нейросеть человечнее. РИА-Новости — 2025. https://ria.ru/20250923/nauka-2043568026.html.
  5. A. V. Bukh, E. V. Rybalova, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Classification of musical intervals by spiking neural networks: Perfect student in solfége classes. Chaos 34 (6) — 063102 — 2024. https://doi.org/10.1063/5.0210790. (2 citations).
  6. A. V. Bukh, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Input signal accumulation capability of the FitzHugh–Nagumo neuron. Chaos 34 (12) — 121103 — 2024. https://doi.org/10.1063/5.0243083. (1 citations).
  7. D. M. Ezhov, V. I. Ponomarenko, M. D. Prokhorov. Collective dynamics of ensembles of radio engineering models of FitzHugh–Nagumo oscillators coupled via a hub. Izvestiya of Saratov University. Physics 24 (4) — 429-441 — 2024. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2024-24-4-429-441.
  8. A. V. Bukh, E. V. Rybalova, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Mechanism of Selectivity in the Coupled FitzHugh – Nagumo Neurons. Regular and Chaotic Dynamics — 2024. https://doi.org/10.1134/s1560354724560016.
  9. A. V. Bukh, E. V. Rybalova, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Российские ученые создали биологическую нейросеть с тонким слухом. РИА-Новости — 2024. https://ria.ru/20241029/nauka-1980544956.html.
  10. D. M. Ezhov, V. I. Ponomarenko, M. D. Prokhorov. Collective Dynamics in a Network of Electronic FitzHugh-Nagumo Generators Coupled via a Hub. 2024 8th Scientific School Dynamics of Complex Networks and their Applications — 69-70 — 2024. https://doi.org/10.1109/dcna63495.2024.10718386.
  11. V. I. Ponomarenko, M. D. Prokhorov. Experimental Realization of Neuron-Like Activity Generators. 2024 8th Scientific School Dynamics of Complex Networks and their Applications — 194-195 — 2024. https://doi.org/10.1109/dcna63495.2024.10718569.
  12. Aleksander V. Kurbako, Dmitry M. Ezhov, Mikhail D. Prokhorov, Vladimir I. Ponomarenko. Recognizing patterns in images using a small spiking neural network. 2024 8th Scientific School Dynamics of Complex Networks and their Applications — 1-2 — 2024. https://doi.org/10.1109/dcna63495.2024.10718500.
  13. V. Novichkova, E. V. Rybalova, V. I. Ponomarenko, T. E. Vadivasova. Influence of coupling topology and noise on the possibility of frequency tuning in ensembles of FitzHugh–Nagumo oscillators. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics — 2024. https://doi.org/10.18500/0869-6632-003146.
  14. А. В. Бух. Программа для исследования эффекта накопления входного сигнала моделью нейрона ФитцХью-Нагумо. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2024685292 (25.10.2024) — заявка RU2024684775 (25.10.2024) — 2024. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2024685292&TypeFile=html.
  15. А. В. Бух. Программа для исследования селективных по отношению ко входным сигналам свойств в поведении сети связанных нейронов ФитцХью-Нагумо. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2024685293 (25.10.2024) — заявка RU2024684776 (25.10.2024) — 2024. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2024685293&TypeFile=html.
  16. E. V. Rybalova, T. R. Bogatenko, A. V. Bukh, T. E. Vadivasova. The role of coupling, noise and harmonic impact in oscillatory activity of an excitable FitzHugh–Nagumo oscillator network. Izvestiya of Saratov University. Physics 23 (4) — 294-306 — 2023. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2023-23-4-294-306.
  17. А. В. Бух, Е. В. Рыбалова, И. А. Шепелев, Т. Е. Вадивасова. Классификация музыкальных интервалов в цепочке осцилляторов Фитцхью-Нагумо. XXV международная НАУЧНО-техническая конференция «НЕЙРОИНФОРМАТИКА-2023»: Сборник научных трудов — 271-274 — 2023.
  18. A. V. Bukh, E. V. Rybalova, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Influence of dual frequency auditory signals on FitzHugh-Nagumo neuron network. 2023 7th Scientific School Dynamics of Complex Networks and their Applications (DCNA) — 2023. https://doi.org/10.1109/dcna59899.2023.10290536.
Список докладов:
  1. T. E. Vadivasova. Effects of coupling and noise in networks of excitable FitzHugh – Nagumo neurons. Topical Problems of Nonlinear Wave Physics: Nonlinear Dynamics and Machine Learning — Moscow - St. Petersburg, Russia (Department of Physical Sciences of the RAS) — September 7 — September 13 — 2025.
  2. A. V. Bukh, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Effect of interlayer communication delay in the FitzHugh–Nagumo network on its learning performance. Topical Problems of Nonlinear Wave Physics: Nonlinear Dynamics and Machine Learning — Moscow - St. Petersburg, Russia (Department of Physical Sciences of the RAS) — September 7 — September 13 — 2025.
  3. I. A. Shepelev, B. V. Grechkin, T. E. Vadivasova. Role of Intra-Layer Interaction in Spiking Neural Networks Under Training. PhysCon — Istanbul, Turkey (Kadir Has University) — September 9 — September 12 — 2024.
  4. A. V. Bukh, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Signal accumulation in FitzHugh-Nagumo neurons. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 23 — September 27 — 2024.
  5. V. A. Novichkova, E. V. Rybalova, V. I. Ponomarenko, T. E. Vadivasova. Influence of couplings and noise on dynamics of ensembles of FitzHugh-Nagumo oscillators. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 23 — September 27 — 2024.
  6. Т. Р. Богатенко, К. С. Сергеев, Г. И. Стрелкова, Ю. Г. Куртц. Динамика двух связанных нейронов Ходжкина-Хаксли. Актуальные проблемы механики — Великий Новгород, Россия (Мономакс) — 19 июня — 21 июня — 2024.
  7. A. V. Bukh, E. V. Rybalova, I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Influence of dual frequency auditory signals on FitzHugh--Nagumo neuron network. Baltic Forum: Neuroscience, Artificial Intelligence and Complex Systems — Kaliningrad, Russia (Immanuel Kant Baltic Federal University) — September 18 — September 20 — 2023.
  8. А. В. Бух, Е. В. Рыбалова, И. А. Шепелев, Т. Е. Вадивасова. Классификация музыкальных интервалов в цепочке осцилляторов ФитцХью-Нагумо. XXV Международная научно-техническая конференция "Нейроинформатика-2023" — Москва, Россия (НИЯУ МИФИ) — 23 октября — 27 октября — 2023.
  9. T. R. Bogatenko, E. V. Rybalova, A. V. Bukh, T. E. Vadivasova. Spiking activity of a FitzHugh – Nagumo oscillator three-layer network. Regular and Chaotic Dynamics — Sirius Federal Territory, Sochi, Russia (Sirius University) — December 4 — December 8 — 2023.
  • Responsible for the maintenance and the content of the website: Vladislav Averyanov, Natalia Nikishina, Andrei Bukh и Tatyana Bogatenko
    Copyright © 1995-2025