耦合昼夜节律振荡器的同步与牵引

哺乳动物的昼夜节律由位于下丘脑视交叉上核的神经元控制。在生理条件下，神经元系统被24小时的光-暗周期高效地牵引。迄今为止的大多数研究都强调了光-暗周期所施加的周期性在神经元同步中的关键作用。然而，作为这些细胞相互作用中自然且永久的组成部分，异质性似乎在这些生化过程中扮演着重要角色。在本文中，我们使用一个模型，将视交叉上核的神经元视为化学耦合的修正Goodwin振荡器，并以淬火噪声的形式在所有神经元的周期中引入不可忽略的异质性。系统对光-暗周期周期性的响应被作为神经元间耦合强度、外部强迫幅度和神经元异质性的函数进行研究。我们的结果表明，适量的异质性有助于扩展系统以更连贯的方式对外部强迫做出全局响应。我们提出的外部周期强迫下神经元同步机制基于异质性诱导的振荡器死亡，与具有不同周期的自振荡神经元相比，阻尼振荡器更容易被外部强迫牵引。