细胞外钾离子浓度延迟恢复对螺旋波的影响研究

在Luo-Rudy相I心脏模型中考虑了细胞外钾离子浓度的频率依赖性,并研究了细胞外钾离子浓度的延迟恢复对螺旋波动力学的影响.数值模拟结果表明,在螺旋波态下,细胞外钾离子浓度的延迟恢复会导致细胞外钾离子浓度周期振荡,其振荡周期和振幅随延迟恢复时间的增加而增加,进而导致出现呼吸螺旋波、多螺旋波共存、螺旋波做Lévy飞行式漫游、螺旋波通过不同方式消失等现象,这些结果与实验结果一致.

钾扩散耦合引起的心脏中螺旋波的变化

在某些情况下,心肌细胞外的钾离子浓度是变化的,钾离子的横向扩散会导致细胞外钾离子的聚集和产生钾扩散耦合,用考虑钾扩散耦合的Luo-Rudy相I心脏模型研究了钾扩散耦合对螺旋波动力学的影响.数值模拟结果表明:当钾扩散耦合比较强时,钾扩散耦合使细胞外钾离子浓度先升高,然后做规则振荡,导致螺旋波做无规则漫游;观察到螺旋波的波臂宽度和频率随钾扩散耦合的强度增大而减小,这样,当钾扩散耦合足够强时,钾扩散耦合可以消除螺旋波和时空混沌.

最优的Newman-Watts网络与遍历网络的同步

在Hindmarsh-Rose神经元动力系统中研究了Newman-Watts(NW)网络的同步,给出了一些最优同步网络的拓扑结构.数值结果表明:NW网络的同步能力主要由耦合点在耦合空间的分布决定,耦合点分布均匀的NW网络一般具有较强的同步能力;在给定连边数的情况下,可能存在多个结构不同的最优同步网络,最优同步网络具有最强的同步能力、均匀的度分布和较好的对称性,但是其对称性不一定是最好的.最优同步网络一般是非规则网络,但在少数情况下,规则网络也有可能是最优同步网络.提出了一种新的网络——遍历网络,该网络具有最优同步网络的特点和很强的同步能力.

间接延迟耦合可激发介质中螺旋波的演化

采用Br模型研究了通过被动介质间接延迟耦合的两层可激发介质中螺旋波的相互作用.数值模拟结果表明:延迟耦合可以促进两个螺旋波的同步,也可导致从螺旋波到集体振荡、各种靶波、时空混沌态或静息态的转变;在这个耦合系统中还观察到周期2和周期3螺旋波以及螺旋波漫游和漂移现象;对产生这些现象的物理机制做了讨论.

用同步复极化终止心脏中的螺旋波和时空混沌

为了模拟电击除颤导致动作电位持续时间缩短,在Luo-Rudy相I心脏模型中引入了同步复极化.研究了同步复极化对螺旋波和时空混沌动力学的影响.数值结果表明:在控制周期比较小的情况下,同步复极化可以有效消除螺旋波和时空混沌,在有一些控制参数下,同步复极化只能消除螺旋波,或者只能消除时空混沌.当螺旋波不被控制时,观察到螺旋波转变为长周期和长波长的螺旋波或破碎成时空混沌的现象.并对控制机制进行了分析.