在Spiking Jelly中,无输入时阈下神经动力学模型为:
H
t
=
V
t
−
1
−
1
τ
(
V
t
−
1
−
V
r
e
s
e
t
)
H_t=V_{t-1}-\frac{1}{\tau}(V_{t-1}-V_{reset})
Ht=Vt−1−τ1(Vt−1−Vreset)
根据A. N. Burkitt在2006年的综述,LIF神经元的标准形式为:
C
m
d
v
(
t
)
d
t
=
I
l
e
a
k
(
t
)
+
I
s
(
t
)
+
I
i
n
j
(
t
)
C_m\frac{dv(t)}{dt}=I_{leak}(t)+I_s(t)+I_{inj}(t)
Cmdtdv(t)=Ileak(t)+Is(t)+Iinj(t)
其中Leaky Current 的方程为:
I
l
e
a
k
(
t
)
=
−
C
m
τ
m
[
v
(
t
)
−
V
0
]
I_{leak}(t)=-\frac{C_m}{\tau_m}[v(t)-V_0]
Ileak(t)=−τmCm[v(t)−V0]
这里面的
V
0
V_0
V0即为Resting Potential,即SpikingJelly方程中的
V
r
e
s
e
t
V_{reset}
Vreset。由于不考虑输入,忽略第一个方程中右侧后两项电流,并约去
C
m
C_m
Cm,得到:
d
v
(
t
)
d
t
=
−
1
τ
m
[
v
(
t
)
−
V
0
]
\frac{dv(t)}{dt}=-\frac{1}{\tau_m}[v(t)-V_0]
dtdv(t)=−τm1[v(t)−V0]
改写为差分方程形式:
v
t
−
v
t
−
1
=
−
1
τ
m
[
v
t
−
V
0
]
v_t-v_{t-1}=-\frac{1}{\tau_m}[v_t-V_0]
vt−vt−1=−τm1[vt−V0]
整理得到:
v
t
=
τ
m
τ
m
+
1
v
t
−
1
+
1
τ
m
+
1
V
0
v_t=\frac{\tau_m}{\tau_m+1}v_{t-1}+\frac{1}{\tau_m+1}V_0
vt=τm+1τmvt−1+τm+11V0
即:
v
t
=
v
t
−
1
−
1
τ
m
+
1
(
v
t
−
V
0
)
v_t=v_{t-1}-\frac{1}{\tau_m+1}(v_t-V_0)
vt=vt−1−τm+11(vt−V0)
这时将
τ
m
+
1
\tau_m+1
τm+1改写成
τ
\tau
τ,即可得到原方程。