神经元是大脑的基本结构和功能单元,对其特性的研究是脑科学研究的基础,对揭示神经信息的产生、传导和作用规律有着重要的作用。传统的研究方法限于生物试验和数学模型的数值仿真,但是对于自动化学科来说生物试验花费很大,且难以实现;同时数学仿真在对复杂神经元网络分析时,运算速度成了最大的瓶颈。电子神经科学的兴起为研究脑科学提供了一种新的方法,其主要思路是利用电子电路实现生物神经元的基本特性。它可以提供一个在真实的环境中,真实的时间尺度下,研究神经元特性和神经网络特性的物理平台,是对大脑本质探索的另一有力手段,为促进仿生学的进一步发展以及神经疾病的治疗等方面奠定了坚实的基础,更重要的是它是理论研究成果得以应用的必经之路。本文以Morris-Lecar模型为基础,研究思路如下:(1)在简化的数学模型的基础上,研究了不同的外部刺激电流参数下的电压的振荡行为,以及对应的相平面特性分析,分析了不同刺激电流对系统稳定性的影响。(2)通过对简化模型的分析,利用电工学知识建立了ML模型的电路模型,并利用仿真软件对所设计的电路进行仿真,仿真结果基本符合生物神经元的特性,最后实现了ML模型的电子神经元。通过引入慢变电流的方法实现了簇放电的电路模型,并分析了慢变电流参数对簇放电特性的影响。(3)化学突触是生物大脑中最主要的连接方式,并对神经信息的产生和传导起着重要的作用,因此我们同样利用实现神经元电路模型的方法,也实现了化学突触的电路模型,并展示了抑制性化学突触对突触后神经元的作用。(4)最后对由化学突触所连接的简单神经网络进行了同步化节律的研究,揭示了同步化节律产生的两种机制,为今后的复杂网络特性的研究奠定了基础。