起搏细胞对周期性授时因子的响应
适应与自组织系统
2011-11-24 v1 神经元与认知
摘要
几乎所有生物在其行为中都表现出某种时间周期性。特别是在哺乳动物中，视交叉上核的神经元形成了一个调节动物活动-非活动周期的生物钟。该生物钟受自然 24 小时明暗周期刺激。在我们对该系统的模型中，我们将每个神经元视为所谓的相位振荡器，与其他神经元耦合，其中明暗周期即为授时因子。为了简化模型，我们首先考虑外部刺激下的单个相位振荡器。相位区间的第一部分称为活动状态，剩余部分为非活动状态。在没有外部刺激的情况下，振荡器以其固有周期振荡。外部刺激，无论是来自邻近细胞的活动还是周期性昼夜循环，均起双重作用：它可能延迟从活动状态向非活动状态的转变，也可能提前向活动状态的回归。延迟和提前的量取决于刺激的强度。我们使用圆映射作为该系统的数学模型。该映射依赖于多个参数，其中包括固有周期、相位延迟和相位提前。在参数空间中，我们发现了系统与授时因子产生共振的 Arnol'd 舌。因此，在这个简化的系统中我们已经发现了锁相和同步现象。此外，生物学实验和观察中的一些其他现象也可以与圆映射的动力学行为联系起来。
引用
@article{arxiv.1011.2435,
title = {Pacer cell response to periodic Zeitgebers},
author = {Domien G. M. Beersma and Henk W. Broer and Konstantinos Efstathiou and Kim A. Gargar and Igor Hoveijn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.2435},
year = {2011}
}