现代人工神经网络的探索是以生物学上的神经元相关理论为依据的。生物学上的神经元相关理论指出突触是具有可塑性的,这种可塑性对于大脑的学习、记忆功能具有极其重要的意义。本文重点研究了近年来在试验中发现的一种新的突触可塑性——依赖动作电位时间的突触相关可塑性STDP(spike timing dependent plasticity)。STDP突触可塑性法则被看做是在大脑的神经系统网络之中和记忆以及学习能力最为相关的神经系统突触体系之一。制定与神经系统相关的突触模型与离子通道的动力学模型是目前模拟STDP申经突触系统比较有效的方法。目前关于STDP突触相关的系统的模拟探索中都或多或少的存在缺陷,主要是所设计的模型得到不是STDP的时间非对称实验结果以及得出数据后并未有一套系统的验证方案对数据进行验证。对于上述的两个问题,本文在前人研究的STDP系统模型上进行了改进,根据神经元特性,本文设计了反向传播树突信号和谷氨酸信号的离子通道运动学样本模型,可以采用这个模型来精准地仿真突触前的动作电位以及突触后动作电位相关的信号,随后用仿真得出的突触前的动作电位以及突触后动作电位来验证设计STDP突触系统,之后本文还研究了神经元耦合同步时对STDP系统突触可塑性的影响。论文的主要内容有以下几部分：首先,本论文简单的阐述了研究中所涉及到的脑神经网络等相关基础知识,同时对研究中所采用的Hodgkin-Huxley神经元模型进行了简单介绍,并对该模型进行仿真测试。其次,本文研究了生理学原理下STDP突触系统信息传递过程,对STDP突触系统中突触前刺激引起的谷氨酸信号和反向传播树突信号进行了系统的分析,并且构建了这两个信号的离子通道的动力学模型,并进行模拟仿真得出实验相关的结果。再者,本文还进一步的研究了基于相关神经元的突触体系的内部构成,指出Ca离子的相关的信号控制结构和NMDA感受器一起组成了STDP突触系统的内部构成,并研究了该模型对STDP突触所产生的连接强度的影响。进而,对STDP突触系统模型进行实验模拟和确认。通过对仿真所得的数据和图形的分析,得出所设计的STDP突触模型符合实际的生理学原理。在论文的最后考虑到神经元之间同步现象,还研究了神经元间的同步以及神经元同步发放动作时对突触系统所产生的相关影响,并用所设计的系统模型进行分析,通过对仿真结果的分析,得出神经元同步发放对符合STDP机制的突触可塑性有着积极影响的结论。