Pre-B?tzinger复合体的从簇到峰放电的同步转迁及分岔机制

作者:杨永霞;李玉叶;古华光 刊名:物理学报 上传者:商庆炳

【摘要】Pre-B?tzinger复合体是兴奋性耦合的神经元网络;通过产生复杂的放电节律和节律模式的同步转迁参与调控呼吸节律.本文选用复杂簇和峰放电节律的单神经元数学模型构建复合体模型;仿真了与生物学实验相关的多类同步节律模式及其复杂转迁历程;并利用快慢变量分离揭示了相应的分岔机制.当初值相同时;随着兴奋性耦合强度的增加;复合体模型依次表现出完全同步的“fold/homoclinic”;“subHopf/subHopf”簇放电和周期1峰放电.当初值不同时;随耦合强度增加;表现为由“fold/homoclinic”;到“fold/foldlimitcycle”、到“subHopf/subHopf”与“fold/foldlimitcycle”的混合簇放电、再到“subHopf/subHopf”簇放电的相位同步转迁;最后到反相同步周期1峰放电.完全(同相)同步和反相同步的周期1节律表现出了不同分岔机制.反相峰同步行为给出了与强兴奋性耦合容易诱发同相同步这一传统观念不同的新示例.研究结果给出了preB?tzinger复合体的从簇到峰放电节律的同步转迁规律及复杂分岔机制;反常同步行为丰富了非线性动力学的内涵.

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