相位同步讨论哺乳动物的昼夜节律  

Circadian rhythm in mammal based on phase synchronization

作　　者：樊庆端[1,2] 刘曾荣[1,3] 

机构地区：[1]上海工程技术大学基础教学学院,上海201620 [2]上海大学系统生物技术研究所,上海200444 [3]上海大学通信与信息工程学院,上海200444

出　　处：《上海大学学报（自然科学版）》2017年第2期290-297,共8页Journal of Shanghai University:Natural Science Edition

基　　金：国家自然科学基金资助项目(10832006;11172158)

摘　　要：实验表明哺乳动物视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,SCN)神经元集体涌现出的节律控制着中央神经中枢和外围组织,从而形成哺乳动物的昼夜节律.为了探索昼夜节律的涌现机制,根据已有实验结果构建了SCN神经元耦合网络,并建立了描述昼夜节律的修正的Kuramoto模型.研究发现,昼夜节律的涌现是通过相位同步来表达的.另外,讨论了模型参数对描述相位同步的序参数的影响,其结果与生物学讨论吻合.该模型为解释昼夜节律的产生机制提供了一个新思路.A collective rhythm emerges in suprachiasmatic nucleus （SCN） of mammals hypothalamus, controlling the central nervous system and peripheral tissues. To explore the emergence of circadian rhythms, a modified Kuramoto model of the SCN network is established, and its phase synchronization is analyzed. The results show that emergence of circadian rhythm is expressed by phase synchronization. The effect of parameters on order parameter is studied, showing agreements with biological facts. This study provides insights of the mechanism of circadian rhythm.

关 键 词：昼夜节律 视交叉上核(suprachiasmatic nucleus SCN) Kuramoto模型 相位同步 

分 类 号：Q612[生物学—生物物理学] O29[理学—应用数学]