人心脏低维动力学模型的混沌控制

两个相互作用振子的非线性动力学行为由特定的一维双参量圆周映射概括。这一模型已经被成功地用于描述人心脏某些反常节律。本文将相加性开环加闭环（ＯＰＣＬ）控制机制引入人心脏低维动力学模型,设计了一种有效的、抗噪声干扰的控制技术,可以通过变更迫动项实现任意期望的周期轨道的稳定控制。计算机模拟实验证实：运用这种方法能够将相空间中任意的初始状态引导到预先规定的目标动力学状态。     

跳动心脏的心电仿真模型建构

以往的心电仿真研究都没有考虑在一个心动周期内,因为心脏跳动而引起的偶极子位置变化的实际情况,从而造成其结果输出的不可避免的误差,在心脏电生理和心脏动力学分析的基础上,对原有的心脏电仿真模型施加动力学影响,从而构建了新的跳动心脏模型。在这两个模型上进行了正常心脏和心肌缺血心脏的仿真试验后,对比两个心电模型的仿真输出,发现新的心脏模型有效提高了仿真精度,对于严重心肌缺血和轻微心肌缺血的识别分别有不同程度的改善。这项研究证实了动力学因素 在心电模型建构中的重要性,为心电正问题和逆问题研究的进一步开展 提供了新的思路和方向。     

基于多尺度的小鼠ECG信号复杂性与特征频率研究

已有的生理信号非线性分析仅研究了信号在单一采样频率下复杂度的差异.分析认为,可通过一个频率尺度因子寻找与生命活动密切相关的多重分形特性谱参数,该参数对生理、病理活动状态具有敏感性.通过小鼠药物实验模拟不同的生理和病理条件,研究并分析了健康小鼠与不同加药组小鼠心电图（electrocardiogram,ECG）信号的质量指数谱曲率随尺度因子分布,确定该信号复杂度最强、同时对疾病最敏感的特征频率范围,并得出心跳频率、心跳动力学复杂度以及ECG信号最敏感频率范围的内在联系.结果表明,在某一尺度因子范围内,小鼠ECG信号的质量指数谱曲率绝对值最大,并且这个最大值所在的尺度因子（或频率）范围不随计算的数据长度和最大粗粒化尺度因子的变化而改变.小鼠心率与其心跳动力学非线性复杂度之间并无直接联系,只与能够表达该动力学复杂度的ECG信号最敏感的频率范围有关.与心跳动力学复杂度有直接联系的是心脏健康状况,这两者在一定尺度因子范围内正相关.随着小鼠心跳频率升高,该ECG信号的敏感频率范围段也随之向高端移动.     

P物质对蟾蜍离体心脏活动的影响

P物质(substance P,SP)既是一个局部作用激素、又是一个循环激素,在体内可对许多器官发挥作用,对心血管活动的调节具有重要影响,在这方面以对血管活动的影响研究较多,对心脏活动的影响报道较少,对其作用机制尚不十分清楚。本工作试图在蟾蜍离体心脏标本上观察SP对心脏活动的直接效应,并初步探讨其作用机制。     

非线性动力学在脑电分析中的应用

非线性科学于20世纪60年代发展起来,被誉为20世纪自然科学的“第三次革命”,己广泛应用于生物、物理、经济、通讯及天文学等领域。脑电图(EEG)反映了作为非线性系统的大脑的电活动,体现出混沌行为。在癫痫病症的EEG研究中,混沌特性得到了很好的证明。在精神分裂症和老年痴呆等病症的EEG研究中,混沌的作用也体现得越来越明显。本文综述了近年来非线性动力学在脑电信号分析中应用的进展,以期获得在健康和疾病状态下对大脑神经动力系统的更好理解。     

非线性动力学在脑电信号分析中的应用

EEG是由大脑产生的非线性时间序列,体现出混沌行为。近年来迅速发展的非线性动力学理论为脑电信号分析开创了一个新的领域。本文综述了近年来非线性动力学在脑电信号研究中（睡眠阶段,麻醉深度,认知过程,精神分裂,痴呆及癫痫）的进展,以期对脑神经动力学有更好的理解。     

神经电路广义模糊逻辑骨架及其在视皮层神经系统模拟中的应用

大规模神经系统的非线性动力学特性分析是一件十分困难的工作. 本研究试图通过对神经细胞的动力学方程的研究, 探讨神经细胞的模糊逻辑骨架, 再由细胞的模糊逻辑骨架探讨神经系统的动力学特性与系统功能. 模糊逻辑与神经系统有密切的联系, 已有大量的文章报道这方面研究, 但是这类研究主要针对如何把模糊逻辑与神经网络的功能相结合产生具有一定控制或分类能力的系统. 与这些研究不同, 本研究是想把模糊逻辑作为研究非线性动力学的工具. 本文提出了模糊逻辑骨架的概念, 这样架构一个具有某种功能的神经系统就变得非常简便. 用这种方式构建了模拟初级视皮层功能的系统, 这个系统比一些已知的类似系统具有更多的功能.     

交感神经节在支配心脏中的作用研究进展

交感神经可支配心脏,并在心脏传导、调节心率、心肌收缩和舒张等方面具有重要作用。目前对支配心脏的交感神经的研究多数集中在心肌组织中分布的交感神经,实际上支配心脏的远端交感神经节(颈部神经节和星状神经节)也发挥着重要作用。文中简要介绍了交感神经节对心脏的支配情况,总结了交感神经节阻滞在心脏疾病治疗中的作用,讨论了交感神经节支配心脏的作用机制方面的研究现况,提出了可以应用细胞电生理、免疫组化分析、分子生物学等技术,对支配心脏的远端交感神经节在心脏疾病、药物及物理因子作用下的机制进行研究。这将对深层次揭示心脏疾病的发病机制及相关治疗药物和物理方法的研制提供一定的理论及实验参考。     

陆地表层系统动力学机制研究Ⅰ．──陆地表层系统和动力学方程

对陆地表层动力学的研究对象、研究内容及其基本理论方法作了阐述,以多学科综合的观点定义了陆地表层系统,包括时空尺度范围的约定、状态变量的选择、物质循环以及外界因子等的讨论;依据物质和能量守恒原理建立了陆地表层系统的非线性控制方程组,表述了各圈层之间物质循环和能量循环过程、反馈关系及其动力学联系;讨论了控制方程组的整体运作功能以及人类活动对陆地表层系统的影响．     

陆地表层系统动力机制研究Ⅰ.陆地表层系统和动力学方程

对陆地表层动力学的研究对象、研究内容及其基本理论方法作了阐述;以多学科综合的观点定义了陆地表层系统,包括时空尺度范围的约定、状态变量的选择、物质循环以及外界因子等的讨论;依据物质和能量守恒原理建立了陆地表层系统的非线性控制议程组,表述了各圈层之间物质循环和能量循环过程、反馈关系及其动力学联系;讨论了探制方程组的整体动作功能以及人类活动对陆地表层系统的影响。     

一类传染病动力学时滞模型的分析

研究了一类传染病动力学模型,用摄动理论讨论了相应的非线性时滞问题,得到了被传染病感染的人群数与健康人群数比例的变化规律的渐近表达式,从而揭示了传染病的潜伏期和传染期对疾病传播的影响和作用.本文的研究为解决这一类非线性时滞模型提供了一种有效的方法.     

生物数学新书预告

孙兰荪著《非线性生物动力系统》一书,将将由科学出版社出以,本书共五章:(一)化学反应动力学中的非线性振荡,(二)非线性种群动力学系统,(三)传染病动力学模型,(四)微生物连续培养的动力学机制,(五)生态系统进化论与种群遗传学的数学模型。全书系统地介绍有关的基本理论,建模方法和近期国内外新成就,可以作为有关生物数学,应用数学方面的研究生教材和研究工作者的参考丛书,以及供化学,生物化     

心肌细胞周期调控的研究进展

尽管分子心脏学在很多方面已经取得了较大的进展,但是有关心脏形成细胞的起源、诱导心脏发生的机理、胚胎期和成人期心肌细胞增殖的调控途径仍然不是很清楚.在最近的研究中,人们对心肌细胞周期调控已有所了解.主要就心肌细胞周期活动和成人心肌细胞发生的研究进展进行了综述.     

人心脏低维动力学模型的计算机模拟

心脏窦房结与异位心室搏动非线性相互作用,导致调制并行收缩反常节律。本文从新的低维动力学心脏模型（双参量圆周映射）出发,研究由周期性到不规则、混沌动力学过渡的性质。模型的数值实验揭示出在双参量空间不同区域中,某些特征性步入混沌的道路和总体标度关系。一个明显特征是,在双参量空间宽广范围内观察到无穷层次的嵌套结构,即嵌在混沌带中的周期递加序列。而且,出现周期性的位置或者周期窗口的宽度,均存在普适的标度关系。另一方面,在参量空间一部分,包含相互交叠的不同周期性稳定轨道,有极复杂图象。本文结果显示,运用数值方法计算李雅普诺夫指数谱,可以基本上确定人心脏圆周映射的二维分岔结构和标度性质。     

神经元放电节律仿真及时间序列分析

本文在研究神经元放电活动中放电节律的不同类型基础上,利用chay模型,成功仿真了随机on-off节律。同时采用非线性时间序列分析方法对替代数据进行了对比分析。此外,我们采用生物学实验数据的替代数据和时间序列分析方法进行数值仿真并对上述节律的随机性进行了分析,并从动力学角度出发,考察了节律的特征及产生机制。     

新书简介

陈兰荪等著“非线性生物动力系统”一书即将由科学出版社出版,这是我国最近的一本生物数学专著。非线性生物动力系统是生物数学的一个重要分支,是应用动力学方法研究生命科学的新兴边缘性学科,是使生命科学从定性研究过渡到定量研究的有效方法,是进一步揭示生命科学复杂性的有力工具。本书介绍某些生命学科数量化研究中建立动力学数学模型的方法,以及这些数学模型的分析研究方法和国内外最新研究情况,并提出进一步研     

静注和静滴米氏消除动力学参数估计

在非线性药物动力学中,Michaelis-Menten消除动力学(以下简称米氏动力学)和一级并行米氏动力学是最常见的两种,本文就这两种情况,给出一种估计静注和静滴动力学参数的方法——替换法。     

心脏和脑循环功能相互影响的动力学模型

心脏和脑血管疾病是医学研究的热点。本文整合心脏、体循环和脑循环,构建了循环系统的整体动力学模型,力图揭示心脏和脑循环功能的相互影响。结论表明,从血液动力学角度,不但心脏特性变化会对脑循环产生影响,脑血管异常也会对心血管功能（如血压）发生作用。     

嗅觉系统神经网络模型的模拟与动力学特性分析

在哺乳动物嗅觉系统的拓扑结构及生理实验的基础上建立了一套非线性动力学神经网络模型．此模型在模拟嗅觉神经系统方面有着突出的优点,同时在信号处理以及模式识别中表现出了奇异的混沌特性．着重描述了K系列模型的非线性动力学特性,并通过数值模拟进行分析．     

健康人心率变异性中的不稳定周期轨道

为刻划心脏节律存在的确定性动力学特征,运用不稳定周期轨道分析方法对健康青年人的RR间期时间序列数据进行分析。研究结果揭示健康人心脏节律中存在显著的不稳定周期轨道及不稳定周期轨道分级（周期1、周期2,周期3,周期4）现象,表明健康青年人心脏节律的动力学特性中包含着显著的确定性行为。通过跟踪不周期轨道随时间的演变,迹表明心脏节律的变化中存在着因有的非平稳性。