Analysis of the effect of a recurrent neural network size on modeling and prediction accuracy of a stochastic FitzHugh–Nagumo neuron

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

We study the performance of a reservoir computing-based network in dynamics forecast of a FitzHugh–Nagumo model driven by white noise versus reservoir size. We show that the accuracy of signal prediction of a model neuron strongly depends on the number of neurons in the reservoir. The most accurate prediction of both the dynamics itself and the simulation of the coherence resonance phenomenon is achieved when using 500 neurons.

About the authors

N. D. Kulagin

Immanuel Kant Baltic Federal University

Email: kulagin.nikita03@gmail.com
Kaliningrad, 236041 Russia

A. V. Andreev

Immanuel Kant Baltic Federal University

Kaliningrad, 236041 Russia

A. E. Hramov

Immanuel Kant Baltic Federal University

Kaliningrad, 236041 Russia

References

  1. Hewamalage H., Bergmeir C., Bandara K. // Int. J. Forecast. 2021. V. 37. No. 1. P. 388.
  2. Salmela L., Tsipinakis N., Foi A. et al. // Nature Mach. Intell. 2021. V. 3. No. 4. P. 344.
  3. Vlachas P.R., Pathak J., Hunt B.R. et al. // Neural Networks. 2020. V. 126. P. 191.
  4. Sangiorgio M., Dercole F. // Chaos Soliton. Fract. 2020. V. 139. Art. No. 110045.
  5. Batmanova A., Kuc A., Maksimenko V. et al. // Mathematics. 2022. V. 10. No. 17. Art. No. 3153.
  6. Hodgkin A.L., Huxley A.F. // J. Physiol. 1952. V. 117. No. 4. P. 500.
  7. FitzHugh R. // Biophys J. 1961. V. 1. No. 6. P. 445.
  8. Hindmarsh J.L., Rose R.M. // Proc. Royal. Soc. Lond. B. 1984. V. 221. No. 1222. P. 87.
  9. Lee S., Neiman A., Kim S. // Phys. Rev. E. 1998. V. 57. No. 3. P. 3292.
  10. Pikovsky A.S., Kurths J. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. No. 5. P. 775.
  11. Wu S., Ren W., He K., Huang Z. // Phys. Lett. A. 2001. V. 279. No. 5-6. P. 347.
  12. Hramov A.E., Kulagin N., Andreev A.V., Pisarchik A.N. // Chaos Soliton. Fractal. 2024. V. 178. Art. No. 114354.
  13. Andreev A.V., Badarin A.A., Maximenko V.A., Hramov A.E. // Chaos. 2022. V. 32. No. 10. Art. No. 103126.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».