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范德波尔型昼夜起搏器对日光周期的锁相

生物物理 2022-01-13 v1

摘要

具有高阶非线性的范德波尔自激振荡器展现出丰富动态,具多个周期吸引子,且模型仍允许解析近似。这些性质可便利地用于昼夜振荡框架。当被解释为决定睡眠/觉醒交替的生物振荡器时,动态变量呈现出若干可与生物行为关联的有趣特征。我们在文中分析了范德波尔型昼夜起搏器对日光周期的锁相现象。我们确定了无自然光强迫的昼夜模型的振幅与频率,发现解析与数值结果间的一致几乎不依赖于昼夜振荡的刚度系数μ\mu。表明可在系统中引入并解析处理一种模拟自然光条件效应的实用精确驱动。考虑强迫光对睡眠觉醒周期模型的影响,我们发现强驱动破坏昼夜振荡,从而确认黑暗对规则昼夜振荡的重要性。此外,当考虑强迫光中的相位时观察到相反情形:例如对ϕ=π/2\phi = \pi/2且日光时长DL=12hD_L = 12h,昼夜振荡的淬灭现象消失。讨论了光效应的解析处理与数值模拟间的比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.04551,
  title  = {Entrainment of a van der Pol-type circadian pacemaker to daylight cycle},
  author = {F. L. Tsafack Tayong and R. Yamapi and G. Filatrella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.04551},
  year   = {2022}
}