<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">mais</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Моделирование и анализ информационных систем</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Modeling and Analysis of Information Systems</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1818-1015</issn><issn pub-type="epub">2313-5417</issn><publisher><publisher-name>Yaroslavl State University</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18255/1818-1015-2017-5-550-566</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">mais-580</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Оригинальные статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Импульсно-рефрактерный режим в кольцевой цепи синаптически связанных осцилляторов нейронного типа</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>The Impulse-Refractive Mode in the Neural Network with Ring Synaptic Interaction</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-7032-1155</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Преображенская</surname><given-names>Маргарита Михайловна</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Preobrazhenskaia</surname><given-names>Margarita M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>старший преподаватель;</p><p>младший научный сотрудник</p></bio><email xlink:type="simple">rita.preo@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова;&#13;
НЦЧ РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>P.G. Demidov Yaroslavl State University;&#13;
Scientific Center in Chernogolovka RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>24</day><month>10</month><year>2017</year></pub-date><volume>24</volume><issue>5</issue><fpage>550</fpage><lpage>566</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Преображенская М.М., 2017</copyright-statement><copyright-year>2017</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Преображенская М.М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Preobrazhenskaia M.M.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/580">https://www.mais-journal.ru/jour/article/view/580</self-uri><abstract><p>В настоящей работе рассматривается математическая модель кольцевой нейронной сети из четного числа синаптически взаимодействующих элементов. Модель представляет собой систему скалярных нелинейных дифференциально-разностных уравнений, правые части которых зависят от большого параметра. Неизвестные функции, входящие в систему, характеризуют мембранные потенциалы нейронов. Представляет интерес поиск в рамках данной системы уравнений специальных, так называемых импульсно-рефрактерных режимов, а именно периодических решений, в которых функции с номерами одной четности обладают асимптотически большим всплеском на периоде, а другой четности — всюду асимптотически малы. С этой целью последовательно делается две замены, позволяющие перейти от исследования исходной системы к двумерной системе скалярных нелинейных дифференциально-разностных уравнений с двумя запаздываниями. Далее, при стремлении большого параметра к бесконечности определяется предельный объект, представляющий собой релейную систему уравнений с двумя запаздываниями. Конструктивно, с использованием метода шагов, доказывается, что решение релейной системы уравнений с начальной функцией из подходящего класса совпадает с одной и той же периодической функцией с требуемыми свойствами. Затем определяется оператор последований Пуанкаре и с использованием принципа Шаудера доказывается существование релаксационного периодического решения двумерной сингулярно возмущенной системы. Для этого строится асимптотика этого решения, а затем доказывается его близость к решению релейной системы уравнений. Из экспоненциальной оценки производной Фреше оператора Пуанкаре следует единственность в построенном классе функций решения двумерной дифференциально-разностной системы уравнений с двумя запаздываниями, а также обосновывается его экспоненциальная орбитальная устойчивость. Далее, с помощью обратной замены доказанный результат переносится на исходную систему.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In the paper, a mathematical model of a neural network with an even number of ring synaptic interaction elements is considered. The model is a system of scalar nonlinear differentialdifference equations, the right parts of which depend on large parameters. The unknown functions included in the system characterize the membrane potentials of the neurons. The search of special impulse-refraction cycles within the system of equations is of interest. The functions with odd numbers of the impulse-refraction cycle have an asymptotically high pulses and the functions with even numbers are asymptotically small. Two changes allow to study a two-dimension nonlinear differential-difference system with two delays instead of the system. Further, a limit object that represents a relay system with two delays is defined by a large parameter tending to infinity. There exists the only periodic solution of the relay system with the initial function from a suitable function class. This is structurally proved, by using the step method. Next, the existence of relaxation periodic solutions of the two-dimension singularly perturbed system is proved by using the Poincare operator and the Schauder principle. The asymptotics of this solution is constructed, and it is proved that the solution is close to the decision of the relay system. Because of the exponential estimate of the Frechet derivative of the Poincare operator it implies the uniqueness and stability of solutions of the two-dimension differential-difference equation with two delays. Furthermore, with the help of reverse replacement the proved result is transferred to the original system.</p><p> </p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>релаксационные колебания</kwd><kwd>запаздывание</kwd><kwd>большой параметр</kwd><kwd>синаптическая связь</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>relaxation oscillations</kwd><kwd>delay</kwd><kwd>large parameter</kwd><kwd>synaptic connection</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Об одном способе математического моделирования химических синапсов”, Дифференциальные уравнения, 49:10 (2013), 1227– 1244</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “On a Method for Mathematical Modeling of Chemical Synapses”, Differential Equations, 49:10 (2013), 1193–1210.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Релаксационные автоколебания в сетях импульсных нейронов”, УМН, 70:3(423) (2015), 3–76</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Self-excited relaxation oscillations in networks of impulse neurons”, Russian Math. Surveys, 70:3 (2015), 383–452.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Релаксационные автоколебания в сетях Хопфилда с запаздыванием”, Изв. РАН. Сер. матем., 77:2 (2013), 53–96</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Relaxation self-oscillations in Hopfield networks with delay”, Izvestiya: Mathematics, 77:2 (2013), 271–312.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Дискретные автоволны в нейронных системах”, ЖВМ и МФ, 52:5 (2012), 840–858</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Discrete autowaves in neural systems”, Computational Mathematics and Mathematical Physics, 52:5 (2012), 702–719.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Преображенская М. М., “Релаксационные циклы в модели синаптически взаимодействующих осцилляторов”, МАИС, 24:2 (2017), 186–204</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Preobrazhenskaia M. M., “Relaxation Cycles in a Model of Synaptically Interacting Oscillators”, MAIS, 24:2 (2017), 186–204, (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колесов А.Ю, Мищенко Е. Ф., Розов Н. Х., “Реле с запаздыванием и его C 1 - аппроксимация”, Тр. Мат. ин-та им. В.А. Стеклова РАН, 216 (1997), 126–153</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolesov A. Yu., Mishchenko E. F., Rozov N. Kh., “Relay with delay and its C 1 -approximation”, Proceedings of the Steklov Institute of Mathematics, 216 (1997), 119–146.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Релаксационные автоколебания в нейронных системах. I”, Дифференциальные уравнения, 47:7 (2011), 919–932</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Relaxation self-oscillations in neuron systems: I”, Differential Equations, 47:7 (2011), 927–941.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Релаксационные автоколебания в нейронных системах. II”, Дифференциальные уравнения, 47:12 (2011), 1675–1692</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Relaxation self-oscillations in neuron systems: II”, Differential Equations, 47:12 (2011), 1697–1713.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Релаксационные автоколебания в нейронных системах. III”, Дифференц. уравнения, 48:2 (2012), 155–170</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Relaxation self-oscillations in neuron systems: III”, Differential Equations, 48:2 (2012), 159–175.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Колесов А.Ю, Мищенко Е. Ф., Розов Н. Х., “Об одной модификации уравнения Хатчинсона”, ЖВМ и МФ, 50:12 (2010), 2099–2112</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">[Kolesov A. Yu., Mishchenko E. F., Rozov N. Kh., “A modification of Hutchinson’s equation”, Computational Mathematics and Mathematical Physics, 50:12 (2010), 1990–2002.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Преображенская М. М., “Существование и устойчивость релаксационных циклов в нейродинамической модели с двумя запаздываниями”, Вестник НИЯУ МИФИ, 5:4 (2016), 351–366</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Preobrazhenskaia M. M., “Existence and stability of relaxation cycles in a neurodynamic model with two delays”, Vestnik NIYaU MIFI, 5:4 (2016), 351–366, (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Глызин С. Д., Колесов А.Ю, Розов Н. Х., “Моделирование эффекта взрыва в нейронных системах”, Матем. заметки, 93:5 (2013), 684–701</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Glyzin S. D., Kolesov A. Yu., Rozov N. Kh., “Modeling the bursting effect in neuron systems”, Math. Notes, 93:5 (2013), 676–690.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
