量化自持振子格中螺旋波向螺旋波嵌合体的转变

本工作致力于详细量化具有二维几何的自持振子网络中螺旋波向螺旋波嵌合体的转变。网络的基本单元为 van der Pol 振子和 FitzHugh-Nagumo 神经元。两个模型均处于弛豫振荡 regime。我们利用局部敏感性指标分析该 regime，从而能够在有限时间内评估每个单独振子的敏感性。当单元间相互作用具有局域特性时，两种格中均观察到螺旋波。所有单元的动力学都是规则的，不存在高敏感区域。我们发现当耦合变为非局域时，系统的特征发生显著变化。螺旋波中心单元的振荡 regime 切换为混沌。此外，该振子周围出现高敏感区域。并且我们表明，后者随耦合范围的延长在空间上扩展。结果，螺旋波嵌合体的不相干簇恰好在该高敏感区域内形成。该簇的形成伴随着最大李雅普诺夫指数急剧增大至正值区域。进一步，我们探究了当多个李雅普诺夫指数变为正时，系统甚至可切换至超混沌 regime。