arXiv · Neurons and Cognition· Irene Pellini, Simon Bauer, Seba Contreras 等 19 人
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同步的心脏，去同步的大脑：从非线性动力学看功能与失效
Synchronized Hearts, Desynchronized Brains: A Nonlinear Dynamics Perspective for Function and Failure
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AI 导读
心脏和大脑都由电兴奋细胞构成，但一个靠同步行波协调收缩，一个靠不规则放电处理信息。作者从离子通道、动作电位生成、细胞耦合与网络结构一路梳理到器官层面和临床表型，提出两种器官分别工作在同步相变的两侧，心脏失去同步导致心律失常，大脑同步过度则导致癫痫发作，并讨论可塑性、调制、重塑与学习如何维持合适的同步水平。文中还提供了一个教学笔记本。
摘要 · AI 翻译
心脏和大脑都由电兴奋性细胞构成，然而这两个器官的涌现动力学却截然不同。在心肌中，连贯的动作电位行波确保协调的收缩；在大脑皮层中，分布式的、不规则的放电是高效信息处理和产生行为的基础。在此，我们利用复杂系统的概念阐明这些截然不同的非线性动力学涌现背后的原理。我们跨尺度追溯这些原理，从离子通道和细胞动作电位的产生，经由细胞耦合机制和网络架构，到器官水平的动力学和临床表型。因此，心脏和大脑被设计为分别支持同步波或去同步的信息处理，可以理解为运作在同步相变的两侧。跨越这一相变意味着两个器官都会出现病理动力学：心脏失去同步性会产生心律失常；大脑同步性过度会导致癫痫发作。我们讨论适应机制，包括可塑性、调制、重塑和学习，如何维持适当的（去）同步水平。总体而言，我们提供了一个统一的兴奋性系统视角，以及一个教学笔记本，以促进对心脏和神经功能与病理的跨学科洞见。
中文由 AI 翻译，仅供参考，以原文为准。
来源：arXiv · Neurons and Cognition · arxiv.org