受光驱动的噪声范德波尔型昼夜节律调控模型中的相干性和随机共振
摘要：光照在人类的清醒/睡眠周期中起着重要作用。事实上，清醒/睡眠系统源自生物系统，其遵循由光/暗交替决定的昼夜节律。这些振荡可以通过受到模拟光周期的项驱动的高阶非线性van der Pol型方程进行建模。在这项研究中，引入照明中的噪声以研究其对人体昼夜节律的影响。研究发现，噪声的存在对于睡眠/清醒节律是有害的，除非对于一些特定的值，它可能有利于正规振荡。根据系统参数的不同，噪声引入了规律性，例如随机共振：如果自然光被关闭，那么会出现一个最优强度噪声，它最糟糕地破坏了周期的规律性，这就是反相共振现象。此外，还发生了随机共振现象：在自然光的驱动下，存在一个最佳噪声强度，可以改善清醒/睡眠系统的演变。然而，存在一个噪声的临界值，超过该值系统将变得混沌；实际上，对于足够高的噪声水平（高度取决于系统的参数），无论外部光的参数如何，睡眠/清醒周期以随机且不可预测的方式演变。
作者：F. L. Tsafack Tayong, R. Yamapi, G. Filatrella
论文ID：2201.04580
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2022-01-13