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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
耦合生物细胞体系中噪声诱导钙信号的传递和增强   总被引:5,自引:0,他引:5  
研究了耦合细胞体系中钙振荡的动力学行为,发现体系的一端受到噪声扰动时,能够产生噪声诱导的钙振荡信号,这种信号在沿着耦合体系有效传递的同时,信号本身也能显著增强,并且在体系的另一端能够得到一个规则的信号.分别讨论了耦合强度、噪声强度和耦合方式对信号传递的影响,发现存在合适的耦合强度和噪声强度更有利于钙信号的传递和增强,与以往不同的是,还分别从信号和噪声背景两方面给出了定性的解释;同时发现单向耦合比双向耦合更有利于信号的传递和增强.  相似文献   

2.
研究了电路耦合作用对逻辑随机共振现象以及逻辑门器件稳定性的影响.相对于单个的逻辑门电路,耦合的逻辑门器件可以在更宽的噪声范围内都保持逻辑运算的准确性,即耦合作用可以增强逻辑随机共振现象.此外,这种增强效应随着耦合体系尺度的增大而增大,但是当体系尺度达到一定程度时,这种增强作用达到一个稳定值.最后还考察了耦合强度的影响,发现随着耦合强度的增加,逻辑门器件可以保持逻辑运算准确性所对应的噪声区间非单调地改变,表现出一种共振的行为.  相似文献   

3.
运用化学Langevin方程 ,数值研究了内噪声对单个和单向耦合自催化三分子模型动力学行为的影响 .研究发现 ,对于单个振子体系 ,内噪声可以诱导持续振荡 ,而且随着系统尺度的增大 ,信噪比经过一个极大值 ,从而证明了内噪声随机共振和最佳尺度效应的存在 ;对于单向耦合系统 ,信噪比还随耦合强度的变化而经过极大值 .此外 ,边界条件对耦合体系的内噪声随机共振行为有很大影响 ,非零流条件下 ,耦合可以增强内噪声随机共振 ,而零流条件下 ,耦合会抑制随机共振 ;当耦合强度适宜时 ,每个振子发生随机共振时的尺度几乎相同 ,表明最佳体系尺度和耦合强度有助于体系达到最佳的化学反应状态 .  相似文献   

4.
申传胜  张季谦  陈含爽 《物理学报》2007,56(11):6315-6320
采用随机模拟方法对体系的化学朗之万方程进行了数值模拟,考察了二维耦合细胞体系中,细胞的丛状化分布对于因内噪声作用而产生的尺度选择效应所带来的影响.研究发现,当体系处于Hopf分岔点附近时,由于耦合作用使得处于最佳状态的一定数目的细胞呈现丛状化聚集在一起,而这种丛状化分布的“团队精神”可以极大地提高体系的工作效率,表现为体系对外界刺激信号的响应能力(信噪比)达到极大值.同时还观察到,体系对外界刺激最为敏感时对应的最佳细胞丛尺度大小不随耦合强度的改变而变化,而体系输出信号的信噪比,随着耦合强度的增加有增大趋势.这些现象表明,细胞的丛状化分布将极大地增强细胞中钙离子信号对外界刺激的响应效果.生物体系本身可能具有这种特性,并利用它来改善和提高感受外界信息的能力.  相似文献   

5.
徐超  康艳梅 《物理学报》2011,60(10):108701-108701
研究了非高斯噪声激励下含周期信号的FHN模型的动力学行为. 通过计算神经元的平均响应时间、观察神经元的共振活化和噪声增强稳定现象,分析了非高斯噪声对神经元动力学行为的影响. 发现通过改变非高斯噪声的相关时间可以有效地改变共振活化和噪声增强稳定现象. 观察到在强相关噪声下不同强度的非高斯噪声抑制了神经元的噪声增强稳定现象而共振活化现象几乎不变,也就是非高斯噪声有效地增强了神经响应的效率. 观察了平均响应时间与非高斯噪声参数q之间的关系,当q为一个有限的小于1的值时,平均响应时间取得最小值. 最后表明在一定条件下,非高斯噪声出现重尺度现象,即非高斯噪声产生的效果可以由高斯白噪声来估计. 关键词: FHN神经系统 非高斯噪声 平均响应时间 共振活化现象  相似文献   

6.
樊娟娟  于秀玲  梁雪梅 《物理学报》2013,62(15):158105-158105
本文采用自洽场理论模拟了AB/CD嵌段共聚物共混体系的自组装. 改变组分B与D间的相互作用, 得到了不同空间尺度上的两种层状结构和只能在非对称组成情况才能得到的核壳结构. 结果表明, 这种多尺度结构的形成是因为BD间排斥作用的减弱或者吸引 作用的增强导致二者间相互融合程度的增加. 当BD间的相互融合程度与AB和CD间的相互融合程度相当时, 体系会发生宏观层状与微观层状结构间的转变. 此外, 本文还从能量角度揭示了体系发生这种结构转变的深层次原因. 关键词: 嵌段共聚物 共混 多尺度结构 自洽场  相似文献   

7.
金属互连电迁移噪声的多尺度熵复杂度分析   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
何亮  杜磊  庄奕琪  李伟华  陈建平 《物理学报》2008,57(10):6545-6550
针对传统频域方法用于分析金属铝互连中的噪声信号的局限性,本文采用多尺度熵方法分析电迁移噪声时间序列.结果表明在电迁移早期,噪声信号较不规律,复杂度较大;随空洞成核的发生,噪声信号规律性增强,复杂度明显减小,反映出随电迁移过程的进行系统的混乱度不断减小.通过与传统表征参量的对比,证明多尺度熵能够对电迁移失效过程进行表征. 关键词: 电迁移 噪声 多尺度熵 复杂度  相似文献   

8.
唐冬和  杜磊  王婷岚  陈华  陈文豪 《物理学报》2011,60(10):107201-107201
最近实验表明纳米尺度MOSFET中的过剩噪声主要为散粒噪声,而此前研究认为MOSFET中不存在散粒噪声,短沟道MOSFET中的过剩噪声为热噪声. 本文基于器件电流模型分析散粒噪声取代热噪声成为过剩噪声主要成分的转变条件,根据该条件对纳米尺度MOSFET噪声特性的预测与文献报道的实验现象、模拟结果以及介观散粒噪声相关结论相符合. 关键词: 散粒噪声 过剩噪声 纳米尺度MOSFET  相似文献   

9.
杨德森  张睿  时胜国 《物理学报》2018,67(24):244301-244301
圆柱壳内各型体积源辐射噪声特性研究是声场建模和声场预报的前提.为了研究具有指向性的大尺度体积源特性对水下航行器结构内外声场的影响,本文结合薄壳理论、等效源和柱腔Green函数构造了体积源激励下的壳体振动耦合方程,研究了体积源表面声散射作用和指向性强弱对圆柱壳内外声场的影响.数值计算结果表明,体积源构造的准确性与其等效源位置有关,等效源配置在体积源几何中心与其结构表面之间0.4—0.6时,可以提高声场计算结果的准确性;大尺度体积源表面的声散射作用会导致壳体内部声场结构发生改变,内声场声腔共振峰发生偏移,并且在部分频段引起较强的声透射现象;此外,体积源指向性变化对壳体内外声场强弱影响较小,其显著作用表现在改变了外辐射声场的远场指向性.该研究结果对噪声预报和控制有一定的参考价值.  相似文献   

10.
长期以来 ,土木工程师和材料科学家们都知道 ,由粘土烧制成的砖块或陶瓷都会吸收大气中的水分而发生膨胀 .过去对这种受潮膨胀的研究都局限在短时间内 ,即它们刚出炉不久后的一段时间内的情况 .近来英国曼彻斯特大学与英国爱丁堡大学的科学家们却从实验的角度研究砖块在长时间内受潮后发生膨胀的行为及规律 ,这个时间间隔可以长达 190 0年以上 ,即追溯到罗马时代 .以A .Wilson教授为首的研究组认为 :在长时间的尺度下 ,砖块吸收水分后的膨胀与时间成幂函数关系 ,而不是短时间尺度内已知的对数膨胀规律 .确切地说 ,长时间尺度下受潮膨胀所遵…  相似文献   

11.
基于哺乳动物生理振子模型,构造了相应的介观随机模型,研究了该系统中内噪声对基因振荡的影响.结果发现通过内噪声随机共振的机制,随机的基因振荡可以在最佳内噪声水平处达到最佳状态.同时,还发现存在一个中间的系统尺度使得随机模型表现出比确定性模型更宽的有效振荡区域,这说明了内噪声增强了体系的鲁帮性.讨论了这些效应可能的生理意义.  相似文献   

12.
用理论和模拟相结合的方法研究了Pt(110)面上CO催化氧化体系中由化学反应随机性所导致的内涨落和参量扰动带来的外涨落对其速率振荡过程的影响,重点考察了内涨落和外涨落的相互作用.在体系的确定性Hopf分岔点附近区域,噪声可以诱导产生随机振荡,其信噪比随噪声强度的变化会出现极大值,即发生了相干共振.运用随机范式理论,研究发现体系的相干共振行为依赖于一\有效噪声",其强度是内涨落和外涨落的加权和.研究结果表明,在内外噪声强度的参数平面内,随机振荡的信噪比呈现屋脊形,太大的内涨落或外涨落条件下相干共振都不能发生.数值模拟的结果和理论分析符合得很好.  相似文献   

13.
汪茂胜  黄万霞  崔执凤 《物理学报》2010,59(7):4485-4489
在具有稳定次阈值振荡特性的二维映射神经元模型中,研究了在没有外界输入信号时噪声对体系动力学的影响.通过数值计算发现了当体系的确定性动力学处于静息状态时,噪声可以诱导出神经元膜电位的随机振荡,而且随着噪声强度的变化,这种振荡的相干性具有两个极大值.另外我们还研究了当体系的确定性动力学处于稳定次阈值振荡及神经脉冲状态时的噪声效应,结果表明噪声对体系动力学的影响与其确定性动力学的分岔特性密切相关.  相似文献   

14.
A mathematical model of a system consisting of two coupled chaotic delay subsystems is presented. Instead of constant initial conditions in the form of a single impetus to excite the subsystems, continuous irregular oscillations are used that simulate intrinsic noise and continue acting on self-sustained oscillations after their excitation. An equation of an autonomous subsystem with regard to feedback variation is derived. It is shown that, when an autonomous subsystem is excited by irregular oscillations, chaotic motions become stochastic. In this case, the intensity of oscillations simulating intrinsic noise increases, suppressing self-sustained oscillations and providing the regenerative amplification of irregular oscillations. Interaction of coupled oscillations for identical and nonidentical subsystems is considered for the case of different noiselike initial conditions. It is found that interacting oscillations are not completely identical even if the parameters of the subsystems are the same.  相似文献   

15.
A.K. Nchange  P. Woafo 《Physica A》2008,387(11):2519-2525
In this paper, we investigate the spatiotemporal dynamics of a bidirectional coupled chain of cells, in which a cell is subjected to an external noise. Noisy oscillations of calcium (Ca2+), that is, a bursting-like phenomenon induced by noise with fluctuations in the baseline values of calcium, are induced in the first cell and propagated along the chain with noise suppression. This phenomenon of noise suppression is further investigated by computing the normalized fluctuation of pulse durations. It is therefore found that the noise induced coherence resonance phenomenon occurs at the cellular level. Coherence biresonance behaviour appears in the transmission of noise induced oscillations at appropriate noise intensity or noise coupling (for low noise intensity) and the information flow in each cell can be simultaneously optimized at the optimal value of noise or coupling.  相似文献   

16.
本文基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究两细胞间基因、蛋白耦合振荡中的噪声效应.研究发现,在Notch信号通路中,两细胞间基因、蛋白耦合振荡呈现了周期振荡特性,表明了细胞间信号传导的同步振荡特性.“内在”噪声和“外在”噪声对两细胞间基因、蛋白耦合振荡有着不同的作用.内噪声有利于细胞间Notch信号通路中各基因、蛋白表达再次提升.外噪声诱导通路中基因、蛋白的表达水平降低,周期振荡变得阻尼.内、外噪声共同作用不仅可使得基因表达适当并呈现出持续振荡模式,而且还可使得细胞间基因转录合成相应的蛋白过程呈现出持续振荡模式.从而表明了基因表达的内、外噪声共同作用有利于控制细胞间基因激活、蛋白合成保持周期节律性.本文理论结果揭示了内外噪声对细胞间Notch信号通路动力学的一种调控机制,确定了内外噪声各自的调控效应,澄清了内外噪声共同作用调控体系持续周期振荡的物理机制,理论结果符合实验,可为设计阻止Notch体系基因、蛋白变异导致的多种疾病和癌症的通路治疗方案提供理论依据.  相似文献   

17.
The effect of light noise on a Neurospora circadian clock system in the steady states is investigated. It is found that the circadian oscillations could be induced by light noise, leading to various resonance phenomena including internal signal stochastic resonance (ISSR) and ISSR without tuning in the system. The strength of ISSR could be significantly reinforced with the decrease of the distance of the control parameter to the Hopf bifurcation point of the system. The fundamental frequency of noise-induced circadian oscillations almost does not change with the increment of light noise intensity, which implies that the Neurospora system could sustain intrinsic circadian rhythms. In addition, the ISSR and ISSR without tuning could be both amplified, suppressed or destroyed by tuning the frequency or amplitude of external signal.  相似文献   

18.
We consider a two-dimensional dynamical system that possesses a heteroclinic orbit connecting four saddle points. This system is not able to show self-sustained oscillations on its own. If endowed with white Gaussian noise it displays stochastic oscillations, the frequency and quality factor of which are controlled by the noise intensity. This stochastic oscillation of a nonlinear system with noise is conveniently characterized by the power spectrum of suitable observables. In this paper we explore different analytical and semianalytical ways to compute such power spectra. Besides a number of explicit expressions for the power spectrum, we find scaling relations for the frequency, spectral width, and quality factor of the stochastic heteroclinic oscillator in the limit of weak noise. In particular, the quality factor shows a slow logarithmic increase with decreasing noise of the form \(Q\sim [\ln (1/D)]^2\). Our results are compared to numerical simulations of the respective Langevin equations.  相似文献   

19.
We study the impact of subthreshold periodic pacemaker activity and internal noise on the spatial dynamics of excitable media. For this purpose, we examine two systems that both consist of diffusively coupled units. In the first case, the local dynamics of the units is driven by a simple one-dimensional model of excitability with a piece-wise linear potential. In the second case, a more realistic biological system is studied, and the local dynamics is driven by a model for calcium oscillations. Internal noise is introduced via the τ-leap stochastic integration procedure and its intensity is determined by the finite size of each constitutive system unit. We show that there exists an intermediate level of internal stochasticity for which the localized pacemaker activity maps best into coherent periodic waves, whose spatial frequency is uniquely determined by the local subthreshold forcing. Via an analytical treatment of the simple minimal model for the excitable spatially extended system, we explicitly link the pacemaker activity with the spatial dynamics and determine necessary conditions that warrant the observation of the phenomenon in excitable media. Our results could prove useful for the understanding of interplay between local and global agonists affecting the functioning of tissue and organs.  相似文献   

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