REM 睡眠使人类睡眠-觉醒调节网络模型中从单相到多相睡眠行为的周期增添分岔复杂化
神经元与认知
2017-10-17 v1
摘要
人类睡眠的结构在发育过程中发生变化，从婴儿的多相睡眠巩固为成人典型的单一夜间睡眠期。在同一发育期内，稳态睡眠驱动（随时间清醒而增强的睡眠生理驱动）的时间尺度也发生变化，并可能支配从多相到单相睡眠行为的转变。利用基于生理学的、针对人类睡眠的睡眠-觉醒调节网络模型，我们通过改变稳态睡眠驱动时间常数，研究了此转变期间觉醒、快速眼动（REM）睡眠和非 REM（NREM）睡眠的动力学。此前，我们引入了一种构造一维圆映射的算法，该映射表示完整睡眠-觉醒网络模型的动力学。通过跟踪分段连续圆映射在稳态睡眠驱动时间常数变化时的分岔，我们为边界碰撞分岔提供了证据，该分岔导致每日睡眠周期数出现类周期增添行为。有趣的是，在此分岔之前，每个睡眠周期内 REM 发作次数的分岔表现出截断的类周期增添行为。这些睡眠发作次数与每个睡眠发作中 REM 发作次数的分岔相互作用，在从多相到单相睡眠行为的转变过程中产生了睡眠周期模式的非单调变化以及准周期模式。该分析可能对理解学龄前儿童从午睡到非午睡行为过渡时期的睡眠变化，以及该过渡期间观察到的广泛个体间差异具有启示意义。
引用
@article{arxiv.1710.05494,
title = {REM sleep complicates period adding bifurcations from monophasic to polyphasic sleep behavior in a sleep-wake regulatory network model for human sleep},
author = {K. Kalmbach and V. Booth and C. G. Diniz Behn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05494},
year = {2017}
}
备注
20 pages, 7 figures