Logo of Saratov State University
Logo of Physics Institute
Logo of Radiophysics and Nonlinear Dynamics Department

Radiophysics and Nonlinear Dynamics Department
grants-threelattices
grants-threelattices
Грант РНФ № 23-72-10040
Стабилизация динамических режимов в спайковых нейронных сетях в условиях экстремальных воздействий

Цели и задачи настоящего проекта связаны с исследованиями в области динамики спайковых нейронных сетей, представляющих собой сложные системы, узлами которых являются нелинейные модели нейронов, воспроизводящие определенные динамические свойства реальных нейронов. Проект направлен на исследования поведения спайковых нейронных сетей и находится на стыке таких областей как биофизика, нейродинамика, нелинейная динамика, нелинейная теория колебаний и волн, а также математического моделирования сложных систем.

Руководитель проекта: А. В. Бух.
Исполнители проекта: И. А. Шепелев, Н. И. Семенова, В. В. Семенов, Е. В. Рыбалова, И. Р. Рамазанов, И. А. Корнеев, Н. Никишина.
Название конкурса: "Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых".
Период выполнения при поддержке РНФ: 2023-2026 (на сайте РНФ). Поделиться:  
Список публикаций:
  1. I. D. Kolesnikov, A. V. Bukh, S. S. Muni, J. S. Ram. Impact of Lévy noise on spiral waves in a lattice of Chialvo neuron map. Chaos, Solitons and Fractals 190 — 115759 — 115759 — 2025. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2024.115759. (4 citations).
  2. I. A. Korneev, A. Zakharova, V. V. Semenov. Lévy noise-induced coherence resonance: Numerical study versus experiment. Chaos, Solitons and Fractals 184 — 115037 — 115037 — 2024. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2024.115037. (11 citations).
  3. J. S. Ram, S. S. Muni, I. A. Shepelev. Spatiotemporal patterns in a 2D lattice of Hindmarsh–Rose neurons induced by high-amplitude pulses. Chaos, Solitons and Fractals 189 — 115613 — 115613 — 2024. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2024.115613. (2 citations).
  4. A. Ryabov, E. V. Rybalova, A. V. Bukh, T. E. Vadivasova, V. V. Semenov. Nonlocal-coupling-based control of coherence resonance. Chaos 35 (9) — 091106 — 2025. https://doi.org/10.1063/5.0288025.
  5. I. A. Korneev, I. R. Ramazanov, A. V. Slepnev, T. E. Vadivasova, V. V. Semenov. Traveling waves in an ensemble of excitable oscillators: The interplay of memristive coupling and noise. Chaos 34 (12) — 123110 — 2024. https://doi.org/10.1063/5.0215152. (8 citations).
  6. E. Rybalova, N. Nikishina, G. Strelkova. Controlling spatiotemporal dynamics of neural networks by Lévy noise. Chaos 34 (4) — 041103 — 2024. https://doi.org/10.1063/5.0206094. (6 citations).
  7. E. V. Rybalova, N. I. Semenova. Impact of pulse exposure on chimera state in ensemble of FitzHugh–Nagumo systems. Chaos 34 (7) — 071101 — 2024. https://doi.org/10.1063/5.0214787.
  8. E. V. Rybalova, N. I. Semenova. Spiking activities in small neural networks induced by external forcing. Chaos 34 (10) — 101105 — 2024. https://doi.org/10.1063/5.0226896.
  9. 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.
  10. N. I. Semenova. Controlling the Number of Spikes in FitzHugh–Nagumo System Under Periodic Forcing. 2023 Fifth International Conference Neurotechnologies and Neurointerfaces (CNN) — 2023. https://doi.org/10.1109/cnn59923.2023.10275206.
  11. Swetha P., J. S. Ram, D. S. Varghese, A. S. Nair, A. M. Suresh, C. Davis, Remya C. R., Abhirami A. S., A. Hareendran, Fathima N., S. S. Muni, A. V. Bukh. The influence of Lévy noise and delay on the spiral waves in one and two-dimensional lattices of coupled Chialvo neurons. Chaos, Solitons and Fractals 202 — 117523 — 117523 — 2026. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2025.117523.
  12. I. A. Korneev, V. V. Semenov. Synchronization of coherence resonance oscillators subject to Lévy noise. Nonlinear Dynamics — 2025. https://doi.org/10.1007/s11071-025-11659-2. (1 citations).
  13. E. V. Rybalova, A. A. Ryabov, S. S. Muni, G. I. Strelkova. Coherence-resonance patterning in neural map networks under Gaussian and Lévy noise. The European Physical Journal Special Topics — 2025. https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-025-01831-5.
  14. I. R. Ramazanov, A. V. Bukh, I. A. Shepelev. Adaptive synchronization in excitable neuron ensemble under Lévy noise. Chaos, Solitons and Fractals 201 — 117190 — 117190 — 2025. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2025.117190.
  15. И. А. Корнеев, В. В. Семенов. Программа для количественной оценки степени синхронизации динамических режимов в слоях многослойной сети связанных нейронов с мемристивным характером межслойной связи в условиях экстремального воздействия. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2025614501 (23.02.2025) — заявка RU2025613140 (23.02.2025) — 2025. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2025614501&TypeFile=html.
  16. Н. И. Семенова. Программа для моделирования ансамбля систем ФитцХью-Нагумо под импульсным воздействием. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2024684965 (22.10.2024) — заявка RU2024684426 (22.10.2024) — 2024.
  17. А. В. Бух. Программа для исследования динамики кольца связанных нейронов Чиалво при наличии задержки в связи и внешнем шумовом воздействии. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2024685291 (25.10.2024) — заявка RU2024684774 (25.10.2024) — 2024. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2024685291&TypeFile=html.
  18. А. В. Бух. Программа для исследования динамики решетки связанных нейронов Чиалво при наличии задержки в связи и внешнем шумовом воздействии. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2024685290 (25.10.2024) — заявка RU2024684773 (25.10.2024) — 2024. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2024685290&TypeFile=html.
  19. Е. В. Рыбалова, А. В. Бух. Программный комплекс для исследования влияния шума Леви на спайковую активность в кольце локально связанных осцилляторов ФитцХью-Нагумо. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2023682481 (25.10.2023) — заявка RU2023681962 (25.10.2023) — 2023. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2023682481&TypeFile=html.
  20. Е. В. Рыбалова, А. Д. Рябченко, Н. Н. Никишина, А. В. Бух. Программный комплекс для исследования влияния шума Леви на мультистабильность в кольце связанных осцилляторов ФитцХью–Нагумо. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ RU2023682478 (25.10.2023) — заявка RU2023681959 (25.10.2023) — 2023. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2023682478&TypeFile=html.
Список докладов:
  1. N. N. Nikishina, A. V. Bukh. Extreme events in the network of FitzHugh–Nagumo neurons under the influence of poisson process. 30th International Conference on Difference Equations and Applications (ICDEA 2025) — Guangzhou, China (Guangzhou University) — July 15 — July 19 — 2025.
  2. N. N. Nikishina, T. E. Vadivasova, A. V. Bukh. Wave Propagation in the Ring of Coupled FitzHugh-Nagumo Neurons in Presence of Lévy Noise. Presenting Academic Achievements to the World — Saratov, Russia (Saratov State University) — April 8 — April 9 — 2025.
  3. Н. Н. Никишина, А. В. Бух. Осциллятор ФитцХью–Нагумо под действием импульсов соседних нейронов. Нелинейные дни в Саратове для молодых — Саратов, Россия (СГУ им. Н.Г. Чернышевского) — 26 мая — 30 мая — 2025.
  4. I. R. Ramazanov, A. V. Bukh, I. A. Shepelev. Features of synchronization of the ensemble of FitzHugh-Nagumo neurons with Lévy noise. 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.
  5. A. A. Ryabov, E. V. Rybalova, A. V. Bukh, T. E. Vadivasova, V. V. Semenov. Applying nonlocal coupling for coherence resonance control. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 29 — October 3 — 2025.
  6. A. V. Bukh, N. N. Nikishina. Noise-induced extreme events in the ring of FitzHugh–Nagumo neurons. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 29 — October 3 — 2025.
  7. A. A. Ryabov, E. V. Rybalova, A. V. Bukh, T. E. Vadivasova, V. V. Semenov. Coherence resonance in an ensemble of excitable oscillators with nonlocal coupling. Modeling and Experimental Investigation of the Complex Systems Dynamics — Nizhniy Novgorod, Russia (HSE University) — October 15 — October 18 — 2025.
  8. N. N. Nikishina, A. V. Bukh. The Effect of Delay on Waves in a Ring Of Fitzhugh—Nagumo Neurons Under The Influence of Lévy Noise. PhysCon — Istanbul, Turkey (Kadir Has University) — September 9 — September 12 — 2024.
  9. I. A. Korneev, A. S. Zakharova, V. V. Semenov. Lévy noise-controlled coherence resonance. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 23 — September 27 — 2024.
  10. N. N. Nikishina, A. V. Bukh. Delay and Lévy noise influence on the behavior of a ring of FitzHugh—Nagumo neurons. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 23 — September 27 — 2024.
  11. N. I. Semenova. Controlling the number of spikes in FitzHugh–Nagumo system subject to periodic forcing. Baltic Forum: Neuroscience, Artificial Intelligence and Complex Systems — Kaliningrad, Russia (Immanuel Kant Baltic Federal University) — September 18 — September 20 — 2023.
  12. E. V. Rybalova, A. V. Bukh. Influence of coupling topology and Lévy noise on dynamics of neural networks. Saratov Fall Meeting — Saratov, Russia (Saratov State University) — September 25 — September 29 — 2023.
  13. E. V. Rybalova, N. N. Nikishina, G. I. Strelkova. Influence of Levy noise on chimera and solitary states in ensembles of FitzHugh – Nagumo oscillators. Regular and Chaotic Dynamics — Sirius Federal Territory, Sochi, Russia (Sirius University) — December 4 — December 8 — 2023.
  14. N. N. Nikishina, E. V. Rybalova, G. I. Strelkova. Dynamical regimes in networks of FitzHugh-Nagumo oscillators under noise influence. ShilnikovWorkshop-2023 — Nizhny Novgorod, Russia (Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod) — December 16 — December 16 — 2023.
  15. I. A. Shepelev, T. E. Vadivasova. Wave regimes in a lattice of Hindmarsh-Rose neurons under extreme pulse impact. Regular and Chaotic Dynamics — Sirius Federal Territory, Sochi, Russia (Sirius University) — December 4 — December 8 — 2023.
  • About us

  • History

  • Education

  • Science

  • News

  • Resources

  • For applicants

  • Study programs

  • Equipment

  • For students

  • Workshops

  • Practice

  • Attestation

  • Term and final papers

  • Literature

  • Staff

  • Personnel

  • Teachers

  • Scientists

  • Engineers

  • Memorial

  • Contacts
    • Responsible for the maintenance and the content of the website: Vladislav Averyanov, Natalia Nikishina, Andrei Bukh и Tatyana Bogatenko
    Copyright © 1995-2025