Chimera states and information transfer in interacting populations of map-based neurons
本文研究了具有混沌动力学的两个映射神经元群体中的同步行为与chimera状态,发现信息从非同步群体流向同步群体,为大脑单半球睡眠等过程的通信机制提供了见解。
2024-07-26 cond-mat.dis-nn nlin.AO
Chimera patterns in three-dimensional locally coupled systems
相干畴和非相干畴的共存,即嵌合态的出现,是近十年来在许多科学技术背景下得到广泛研究的一个问题,尽管以往的研究大多建立在一维和二维相互作用拓扑结构的框架上。最近,这种迷人的现象的出现已被研究在三维(3D)网格的形成,而只考虑非局部相互作用。在这里,我们研究的嵌合体模式的出现和存在的三维网络耦合的Stuart-Landau极限环振荡器和Hindmarsh-Rose神经元振荡器与本地(最近邻)的相互作用拓扑。不同类型的时空嵌合体模式的出现进行了研究,采取两个不同的非线性相互作用函数。我们提供了适当的分析解释,在三维网格的网络形成和相应的数值理由。在Stuart-Landau振子包含无穷多个振子的情况下,我们推广了基于Stuart-Antonsen约化方法的分析.特别地,在Hindmarsh-Rose神经元网络中,非平稳嵌合态的存在性由瞬时不相干强度和瞬时局部序参量来表征.此外,通过线性稳定性分析,得到了实现精确神经元同步的条件。不同类型的集体动力学与嵌合体状态映射在广泛的各种参数空间。
2019-02-04 nlin.AO nlin.CD
Chimera in a neuronal network model of the cat brain
神经元系统已经被复杂网络在不同的描述层次上建模。最近,人们已经证实,网络可以同时表现出一个相干和其他非相干域,称为嵌合态。在这项工作中,我们研究的存在嵌合状态的网络考虑的连接矩阵的基础上,猫大脑皮层。猫的大脑皮层可以分为65个皮层区域,分为四个认知区域:视觉,听觉,躯体感觉运动和额叶边缘。我们考虑一个网络,其中的本地动态是由Hindmarsh-Rose模型。Hindmarsh-Rose方程是一个众所周知的神经元活动模型,被认为可以模拟神经元中的膜电位。在这里,我们分析了在什么条件下嵌合态的存在,以及耦合强度对它们的影响。我们观察到的嵌合态的存在,在非相干结构可以组成的非相干尖峰或非相干爆发。此外,我们发现,嵌合体状态与dessperised突发更强大的神经元噪声比dessperised尖峰。
2017-02-02 nlin.AO q-bio.NC
Spike-burst chimera states in an adaptive exponential integrate-and-fire neuronal network
嵌合态是相干和非相干共存的时空模式。我们观察到在神经元网络中同步(相干)和去同步(不相干)域的共存。该网络由耦合的自适应指数积分和发射神经元组成,这些神经元通过化学突触连接。在我们的神经元网络中,嵌合态表现出具有尖峰和爆发活动的空间结构。此外,这些deserminised域不仅有尖峰或突发活动,但我们表明,尖峰和突发之间的结构切换,随着时间的推移。此外,我们还验证了多簇嵌合态的存在。
2019-04-17 nlin.AO physics.bio-ph q-bio.NC
Chimera state in a neuronal network under the action of a magnetic field
University of Dschang(德尚大学);University of Ebolowa(埃博洛瓦大学);École Polytechnique de Bruxelles, Université Libre de Bruxelles (ULB)(布鲁塞尔理工学院,布鲁塞尔自由大学);São Paulo State University (UNESP)(圣保罗州立大学)
研究磁场对HR神经网络中三类奇异态的影响,通过三种不同磁场施加方式进行数值模拟,发现多旅行奇异态和多交替奇异态,展示了磁场转变区域相干性的能力,丰富了同步领域研究。
2026-07-09 nlin.AO
Marginal chimera state at cross-frequency locking of pulse-coupled neural networks
我们考虑两个耦合的泄漏整合激发神经元群体。根据耦合强度,这些群体产生的平均场可能具有不相称的频率,或成为频率锁定。在所观察到的平均场的2:1锁定状态中,一个群体中的单个神经元与平均场异步,而在另一个群体中,它们具有与平均场相同的频率。这些同步神经元形成嵌合体状态,其中一部分神经元形成完全同步的集群,而其他神经元保持分散。我们解释这个嵌合体作为一个边缘的,由自组织的中性动态的有效圈地图。
2015-12-09 nlin.AO
Traveling chimera patterns in two-dimensional neuronal network
我们研究了旅行嵌合体状态的出现在一个二维网络的Hindmarsh-Rose突发神经元的本地和非本地耦合的相互存在。我们表明,在非局部化学耦合建模的非线性函数的唯一存在下,旅行嵌合体现象发生在网格平面的两个方向上的位移。局部电耦合的引入表明,这两种类型的耦合的相互影响,对于一定的值,可以产生移动嵌合体,快速移动,移动多集群,和交替移动嵌合体,即在所研究的网络中,相干元素的模式的存在,由其他非相干元素在运动中穿插,并随着时间的推移交替改变它们的位置。通过引入二维瞬时局域序参量来确定相干态。我们扩展我们的分析,通过数学工具,如汉密尔顿能量函数,以确定在二维模式的传播方向。
2021-06-09 nlin.AO nlin.PS
Small Chimera States without Multistability in a Globally Delay-Coupled Network of Four Lasers
我们提出了一个网络的四个延迟耦合激光器的Lang-Kobayashi型方程建模的结果。我们发现小的嵌合态由一对同步激光和两个非同步激光组成。一类这些小的嵌合体状态可以被理解为中间步骤的路线上从同步到去同步化,我们提出了整个链的分叉生他们。这类小嵌合体可以表现出极限环或准周期动力学。第二种类型的小嵌合体状态存在明显断开任何区域的同步,所产生的对同步内的混沌despersonized制度。与以往报道的全局耦合网络中的嵌合态不同,我们发现在一定的参数范围内,小的嵌合态是系统唯一稳定的解,即我们不需要特别准备初始条件.
2016-06-24 nlin.AO nlin.CD
Networks of coupled oscillators: from phase to amplitude chimeras
我们发现,振幅介导的相位嵌合体和振幅嵌合体可以发生在同一网络的非局部耦合相同的振荡器。这是两种不同的部分同步模式,其中空间相干域与非相干域共存,相干/非相干分别指振荡器的幅度和相位或仅幅度。通过改变偶联强度,可以诱导两种类型的嵌合体模式。我们发现数值上的振幅嵌合体不是短暂的瞬态,但可以有很长的寿命。此外,我们观察到的振幅嵌合体的变体与准周期性的时间振荡。我们提供了一个定性的解释所观察到的现象的对称性破缺分岔的情况下。我们相信,这项研究将揭示两个不同的嵌合体状态之间的联系,具有不同的破坏性。
2018-11-02 nlin.AO nlin.CD
Dynamical manifold dimensionality as characterization measure of chimera states in bursting neuronal networks
本文提出用关联维数作为检测爆发神经元网络中嵌合体状态的新方法,并在非局部连接的 Hindmarsh-Rose 神经元网络上验证其有效性,证明该方法能区分脉冲和爆发层面的非相干性,且具有跨动态系统的通用性。
2023-11-29 cs.NA math.DS math.NA
Chimera-like states in modular neural networks
嵌合体状态,即相干和非相干行为的共存,以前在复杂网络中进行了分析。然而,它们在模块化网络中没有得到广泛的研究。在这里,我们认为神经网络的\textit{C.elegans}土壤蠕虫,组织成六个相互关联的社区,其中神经元服从混沌爆发动力学。神经元被认为是与其社区内的电突触和跨它们的化学突触相连接。正如我们的数值模拟所揭示的那样,这两种类型的耦合的共同作用可以以这样一种方式塑造动力学,即嵌合体状态可以发生。它们由一部分属于较大社区的同步神经元和一部分属于较小社区的去同步神经元组成。除了仓本序参量$ρ$,我们还采用其他措施的一致性,如嵌合体一样的$χ$和亚稳态$λ$指数,分别量化社区之间的同步程度和沿时间。我们对与\textit{C.elegans}神经网络具有共同特征的网络执行相同的分析。类似的结果表明,在某些假设下,嵌合体状态是模块化网络中的突出现象,并可能为更复杂的模块化网络的行为提供见解。
2015-11-29 nlin.AO nlin.CD physics.bio-ph
Experimental observation of chimera and cluster states in a minimal globally coupled network
本文在四个全局耦合混沌光电振子的最小网络中实验观测到嵌合体态与团簇态,并用统一稳定性分析方法揭示二者同属部分同步现象及其形成机制。
2016-01-13 nlin.AO nlin.CD
Different kinds of chimera death states in nonlocally coupled oscillators
研究了对称破缺形式的非局域耦合Stuart-Landau振子网络中非等时性参数的意义。我们观察到,非等时性参数的存在导致嵌合体死亡区域的结构变化,同时改变相互作用的强度。这导致存在不同类型的嵌合体死亡状态,例如多嵌合体死亡状态、I型周期性嵌合体死亡(PCD)状态和II型周期性嵌合体死亡(PCD)状态。我们还发现,在这两种类型的PCD状态的周期域的数量呈指数下降的耦合范围的增加,并服从非局部耦合下的幂律。此外,我们还分析了嵌合体死亡状态的结构变化,通过减少相近似的动力学方程组的系统相模型。我们还简要地研究了非等时性参数对嵌合态的影响,指出了多嵌合态的存在与耦合范围的关系。此外,我们还分析了嵌合体死亡状态的振荡器的固有频率的扰动的鲁棒性。
2016-05-04 nlin.AO nlin.CD
Experimental observation of chimera states in spiking neural networks based on degenerate optical parametric oscillators
我们的实验表明,相同的光子尖峰神经元的耦合退化参量振荡器的基础上的网络可以显示各种嵌合体状态,其中,根据其本地同步和去同步,不同种类的尖峰动力学可以发展自组织的方式。即使在仅实现静态相互作用的情况下,通过来自连接的神经元的同步输入,光子神经元的尖峰模式也可以在A分类的I类和II类模式之间自发地和自适应地改变。L.霍奇金尽管所有神经元具有相同的自然尖峰频率,但这种自发尖峰模式转变引起尖峰频率的显著变化,这鼓励嵌合体状态的产生。本系统中尖峰模式的可控性和自组织灵活性使我们能够创建一个实验平台来探索神经形态尖峰神经网络中嵌合体状态的性质。
2022-09-24 nlin.AO physics.optics
Clustering as a prerequisite for chimera states in globally coupled systems
在对称耦合的全同振子系统中相干和非相干振荡部分的共存,即,一个嵌合体状态,甚至可以观察到均匀的全局耦合。我们解决的问题,这些国家发生在全球耦合系统的先决条件。通过分析两种不同类型的嵌合体状态的非线性全局耦合,我们发现,作为第一步,需要一个聚类机制分裂成两组的合奏。事实上,嵌合体状态继承了它们起源的簇状态的属性。值得注意的是,他们可以存在于参数空间之间的集群和混沌状态,以及集群和同步状态。
2015-02-20 nlin.AO nlin.CD
Multi-chimera states in the Leaky Integrate-and-Fire model
我们研究了具有对称非局部耦合的全同漏积分-激发神经元的动力学行为。在不同的控制参数(耦合强度,耦合范围,不应期),我们调查系统的行为,并突出嵌合体状态的形成。我们发现,引入一个不应期扩大了嵌合体状态出现的参数区域,并影响嵌合体的多重性。
2015-09-29 nlin.AO nlin.CD q-bio.NC
Itinerant chimeras in an adaptive network of pulse-coupled oscillators
在具有自适应耦合的脉冲耦合振荡器网络中,我们将形成一种称为“巡游嵌合体”的动力学状态。与经典的嵌合体状态类似,网络分裂为两个域,相干域和非相干域。最大的区别在于畴的组成是不稳定的,即振荡器表现出畴之间的自发切换。这个过程可以被看作是振荡器从一个域到另一个域的移动,或者是嵌合体核心在网络中的移动。我们探讨了巡游嵌合体的基本特征,如核心大小的均值和方差,以及核心内的振子寿命。我们还研究了系统的标度行为,并表明所观察到的制度是不是一个有限大小的影响,但集体动力学的一个关键特征,即使在大型网络中仍然存在。
2019-01-24 nlin.AO nlin.CD
Chimeras and clusters emerging from robust-chaos dynamics
我们表明,动态聚类,其中一个系统分离成可区分的子集的同步元素,和嵌合体状态,其中分化的子集的同步和despersonized元素共存,可以出现在网络中的全球耦合的鲁棒混沌振荡器。我们用统计量描述了全局耦合鲁棒混沌映射模型的集体行为,并在系统参数空间上刻画了团簇、嵌合态、同步和非相干性.我们采用的类比之间的局部动态系统的全球耦合的地图与一个单一的驱动地图的响应动态。我们解释集群和嵌合体的发生在全球耦合系统的鲁棒混沌映射的周期性和多稳定性的窗口诱导的驱动器上的本地鲁棒混沌映射。我们的研究结果表明,鲁棒混沌动力学并不限制形成的集群和嵌合体状态的网络耦合系统,因为它已经被证明。
2021-02-02 nlin.AO nlin.CD
Robustness of chimera states for coupled FitzHugh-Nagumo oscillators
嵌合态是由空间相干和非相干动力学共存域组成的复杂时空模式。这种违反直觉的现象首先在具有对称耦合拓扑的全同振子系统中观察到。我们能克服这些局限吗?为了解决这个问题,我们讨论的FitzHugh-Nagumo振荡器网络中的嵌合态的鲁棒性。考虑网络的不均匀元素与规则的耦合拓扑结构,和网络的不规则的耦合拓扑结构的相同元素,我们证明了嵌合体状态是强大的这些扰动,并分析其性质的不均匀性增加。我们发现,耦合拓扑结构的修改引起的嵌合体状态的质的变化:额外的随机链接引起的系统参数平面中的稳定区域的移动,在连接矩阵中的间隙导致的变化的嵌合体状态的非相干区域的多重性,和层次的几何形状在连接矩阵诱导嵌套的相干和非相干区域。
2014-11-20 nlin.AO nlin.CD
Nonlinearity of local dynamics promotes multi-chimeras
嵌合态是一种复杂的时空模式,其中同步和异步动力学域共存于耦合的振荡器系统中。我们研究如何影响嵌合体状态的单个元素的字符通过研究网络的非局部耦合范德波尔振荡器。通过改变Van der Pol系统的分岔参数,我们可以在正则正弦和强非线性弛豫振荡之间进行插值,并证明了更显著的非线性会导致具有多个非相干域的多嵌合态。我们发现,多嵌合态的稳定性制度和振荡器的平均相速度分布的变化显着的非线性变得更强。此外,我们揭示了时间延迟对嵌合体模式的影响。
2015-07-06 nlin.AO nlin.CD
Kuramoto model for populations of quadratic integrate-and-fire neurons with chemical and electrical coupling
我们推导出仓本模型(KM)对应于一个人口的弱耦合,几乎相同的二次积分和消防(QIF)神经元与电和化学耦合。化学与电耦合的比率决定了KM的特征正弦耦合函数的相位滞后,并且关键地决定了网络的同步特性。我们应用我们的研究结果,调查嵌合体状态在两个耦合的人口相同的QIF神经元。我们发现,电耦合和化学耦合的存在是嵌合态存在的必要条件。最后,我们用数值方法证明,随着耦合强度的减弱,嵌合态逐渐消失。
2022-01-10 nlin.AO physics.bio-ph q-bio.NC
Chimera states in nonlocally coupled bicomponent phase oscillators: From synchronous to asynchronous chimeras
嵌合态是非局部耦合的相同动力学单元中的一种时空模式,在各种系统中普遍存在。在这里,我们考虑人口的非局部耦合双组分相位振荡器,其中振荡器的自然频率$ω_0$(正振荡器)和$-ω_0$(负振荡器)随机分布沿环。我们证明了无论$ω_0$有多大,都存在嵌合态,并且这种状态以正/负频率振子支持自己的嵌合态的形式表现出来.有两种类型的嵌合态,在小$ω_0$的同步嵌合态,其中相干的正和负振子具有相同的平均相速度,和在大$ω_0$的异步嵌合态,其中相干的正和负振子具有不同的平均相速度。增加$ω_0$诱导同步嵌合体状态和异步嵌合体状态之间的去甲基化转变。
2018-07-13 nlin.AO
Chaos in Coupled Heteroclinic Cycles between Weak Chimeras
该研究突破此前关于鞍点稳定异宿环耦合产生混沌的结论,探究两个反向旋转耦合的弱嵌合体稳定异宿环系统,通过双参数分岔分析其混沌动力学的生灭场景,为神经动力学研究提供新视角。
2023-12-13 nlin.AO nlin.CD
Chimeras in globally coupled oscillatory systems: From ensembles of oscillators to spatially continuous media
研究了具有非线性全局耦合的振荡介质,该耦合引起具有恒定振幅和频率的谐波平均场振荡。两种类型的集群状态被发现,每一个都经历了一个相关的嵌合体状态的破坏性的过渡。我们证明,扩散耦合是不必要的,这些复杂的动力学。此外,我们调查本地化的湍流,并讨论它是否可以被归类为嵌合体状态。
2015-06-10 nlin.AO nlin.CD nlin.PS
Coherence-resonance chimeras in a network of excitable elements
我们证明,嵌合体的行为可以观察到在非局部耦合网络的可兴奋系统中存在的噪声。这种现象与发生在确定性振荡系统中的经典嵌合体不同,并且它结合了相干共振的时间特征,即,噪声的建设性作用和嵌合体状态的空间特性,即,在相同元件的网络中空间相干域和非相干域的共存。相干共振嵌合体与相干和非相干域的位置的交替切换有关,这可能与神经元网络有关。
2016-01-11 nlin.AO
Persistent chimera states in nonlocally coupled phase oscillators
在空间分布振子的连续极限下,非局域耦合相位振子系统中的嵌合态被认为是稳定的。然而,据报道,在不采取这种限制的数值模拟中,嵌合态是混沌的瞬态,最终崩溃到完全同步的解决方案。本文利用与以往研究不同的耦合函数对嵌合态进行了数值研究,得到了嵌合态在不取连续极限的情况下也是稳定的,我们称之为持续嵌合态。
2015-12-21 nlin.AO
Weak chimeras in minimal networks of coupled phase oscillators
我们提出了一种类型的嵌合体状态,出现在网络中的不可区分的相位振荡器的定义。定义一个“弱嵌合体”作为一种类型的不变集显示部分频率同步,我们表明,这意味着他们不能出现在相位振荡器网络,无论是全球耦合或太小。我们展示了四个,六个和十个不可区分的振荡器,弱嵌合体存在各种动力学和稳定性的各种网络。我们研究的作用,Kuramoto-Sakaguchi耦合在这些例子网络中的弱嵌合体状态的退化(中性稳定)家庭。
2014-12-10 math.DS nlin.AO nlin.CD
Diverse coherence-resonance chimeras in coupled type-I excitable systems
相干共振嵌合体被发现在[物理评论Lett. 117,014102(2016)],其在II型可激发系统的网络中存在噪声的情况下组合了相干共振和经典嵌合体的效果。然而,在I型可兴奋单元网络中还没有观察到同样的情况。在本文中,我们首次报道了在耦合的I型可激发系统中相干共振嵌合体的发生。我们考虑一个范例模型的I型兴奋性,即鞍结无限周期模型,并表明相干共振嵌合体出现在一个最佳范围内的噪声强度。此外,我们发现了一种独特的嵌合体模式,它是经典嵌合体和相干共振嵌合体的混合。我们支持我们的结果,使用定量措施,并将它们映射到参数空间。这一研究揭示了相干共振嵌合体是一种普遍的嵌合体模式,从而加深了我们对噪声在耦合可激发系统中作用的理解。
2022-11-01 cond-mat.dis-nn nlin.AO nlin.CD
Chaotic Weak Chimeras and their Persistence in Coupled Populations of Phase Oscillators
非平凡的集体行为可能出现在许多振荡单元的相互作用动力学中。嵌合态是空间局域相干和非相干振荡的混沌模式。最近引入的弱嵌合体的概念给出了一个严格的可测试的表征嵌合体状态的有限维相位振荡器网络。本文给出了动力不变集在扰动下的持久性结果,并将其应用于广义耦合相位振子的耦合种群。与迄今为止构造的具有非正最大李雅普诺夫指数的弱嵌合体相比,我们证明了混沌的弱嵌合体可以存在于相位振荡器耦合种群之间的耦合消失的极限中。我们提出的数值证据表明,积极的李雅普诺夫指数可以持续为一个积极的措施,这种人口间的耦合强度。
2016-10-07 math.DS nlin.AO nlin.CD
Chimera states and frequency clustering in systems of coupled inner-ear hair cells
听觉和前庭系统的耦合毛细胞执行将声波和地面振动的能量转化为离子电流的关键任务。我们机械耦合组的生活,活跃的毛细胞与人工膜,从而模仿在体外的耦合动力系统。我们确定这些耦合的非线性,自主振荡器的动力学嵌合态和频率聚类。我们发现,这些动力学状态可以重现我们的数值模型与参数的异质性。此外,我们发现,这个模型是最敏感的外部信号时,准备在同步的开始,嵌合体和集群状态可能会形成。因此,我们提出,在我们的实验系统中的部分同步是一个系统的表现在同步的边缘与最佳的灵敏度。
2021-05-06 nlin.AO nlin.CD physics.bio-ph
Chimera states in nonlocally coupled phase oscillators with biharmonic interaction
嵌合态是由相干和非相干部分共存的区域组成的,已经在各种系统中观察到。以往的嵌合态研究大多考虑了振子之间的特定形式的相互作用,例如正弦耦合或扩散耦合。在这里,我们研究了具有双谐相互作用的非局域耦合相位振子中的嵌合体动力学。我们发现了新的嵌合态的特征,如在同一个相干集群中的振荡器可以分成两组,它们之间的相位差在π/2左右,相邻相干集群中的振荡器可能有一个接近π/2的相位差。基于全局耦合相位振子的同步动力学,研究了一次谐波和二次谐波相互作用的耦合范围对嵌合体动力学的不同影响。我们的研究为嵌合体动力学领域提出了一个新的方向。
2016-11-14 nlin.AO
Impact of symmetry breaking in networks of globally coupled oscillators
我们分析了对称性破缺的后果,在全球耦合相同的斯图尔特-朗道振荡器的网络中的耦合。我们观察到对称性破缺导致振荡态动力学行为的无序性增加,从而导致丰富多样的动力学态。根据非等时性参数的大小,我们发现了振幅嵌合、振幅簇、频率嵌合和频率簇等多种动力学状态。此外,我们还发现了不同的过渡路线,最近观察到的嵌合体死亡状态的对称性破缺的存在下,即使与全球耦合。我们还分析验证了嵌合体的死亡区域,证实了数值结果。并将上述结果与对称性保持情况下的结果进行了比较。
2015-04-27 nlin.AO nlin.CD
Higher-order interactions promote chimera states
自从发现了嵌合态以来,非零相位滞后参数的存在被证明是两两相互作用的非局部耦合全同仓本相位振子网络中出现嵌合态的一个基本属性。在这封信中,我们报告的嵌合体的出现,没有相位滞后的非局部耦合相同的仓本网络由于引入非成对相互作用。在耦合系统动力学中,单纯形复合体形式的附加非线性的影响减轻了嵌合体状态出现的非零相位滞后参数的必要性。由成对和非成对相互作用强度的互易性及其多稳态性质刺激的嵌合体状态的特征在于与适当的措施,并在参数空间中证明。
2022-03-31 nlin.AO nlin.CD physics.comp-ph
A Tweezer for Chimeras in Small Networks
我们提出了一种控制方案,可以稳定和固定的嵌合态在小网络的位置。嵌合体是由非局部耦合同振子系统中空间相干和非相干动力学共存的域组成的。嵌合态通常很难在小网络中观察到,因为它们的寿命很短,并且不相干域的空间位置漂移不定。控制方案,就像一个镊子,在实验中可能是有用的,通常只有小网络可以实现。
2016-02-25 nlin.AO nlin.CD
Spatial locking of chimera states to frequency heterogeneity in nonlocally coupled oscillators
本文研究频率异质性对非局域耦合振子中奇美拉态的影响,发现其可诱导奇美拉态发生空间锁定,并通过扩展自洽方法和变分论证揭示锁定机制,为奇美拉态的控制与应用提供理论依据。
2025-02-05 nlin.AO
Defect states as a precursor of the chimera states in a ring of non-locally coupled oscillators
Tohoku University(东北大学)
研究揭示了非本地耦合振子环中缺陷态作为奇点态成核的动态前兆,展示了缺陷态在相位延迟α变化下的行为特征。
2026-02-11 nlin.AO
Hyperbolicity impedes emergence of chimera states in networks of nonlocally coupled chaotic oscillators
我们分析了具有时间离散或时间连续动力学(Henon映射,Lozi映射,Lorenz系统)的相同混沌振子的非局部耦合网络。我们假设,嵌合体状态,在空间域的相干(同步)和非相干(desperlized)动力学共存,只能在非双曲混沌系统的网络中,不能在双曲系统的网络中找到。双曲和非双曲情况下的分析结果和数值模拟支持这一假设。
2015-09-18 nlin.AO
Global bifurcations organizing weak chimeras in three symmetrically coupled Kuramoto oscillators with inertia
本文识别并证明了三个带惯性对称耦合Kuramoto振子中弱嵌合体的组织中心,它对应于对称性背景下一般的非横截异宿分岔,并揭示了第二个与余维二对称破缺异宿连接相关的组织中心。
2024-07-17 math.DS nlin.AO nlin.CD
Loss of coherence in dynamical networks: spatial chaos and chimera states
讨论了具有非局域相互作用的耦合振子网络中空间相干性的破坏。通过系统地分析时空动力学对耦合范围和耦合强度的依赖关系,揭示了相干-非相干跃迁的动力学分岔现象,这种分岔现象始于狭窄的非相干层的出现,并最终占据整个空间.我们的研究结果耦合混沌和周期性的地图,以及时间连续的罗斯勒系统显示,中间,部分相干态代表的特征时空模式从相干到不相干的过渡。
2011-05-19 nlin.AO nlin.CD
Cascades of Multi-headed Chimera States for Coupled Phase Oscillators
嵌合态是近年来在非局域耦合振子阵列中发现的一种动力学现象,表现为相干与非相干共存的自组织空间模式。讨论了具有吸引力和排斥力的相位振子网络中的嵌合态的出现,即当耦合分别有利于同步或不利于同步时,通过系统地分析时空动力学对耦合吸引力/排斥力水平和耦合范围的依赖性,我们发现,不同类型的嵌合体状态存在于参数空间的广泛领域作为级联的状态与越来越多的间隔的不规则性,所谓的嵌合体的头。我们报告了嵌合体诞生的三种情况:1)通过共振不变圆上的鞍结分叉,也称为SNIC或SNIPER,2)通过蓝天灾难,当两个周期性轨道,稳定和鞍,彼此接近,创建一个鞍结周期性轨道,3)通过同宿过渡与复杂的多稳态动力学,包括一个“8样”的极限环,最终导致嵌合体状态。
2014-07-25 math.DS nlin.AO nlin.CD
Heteroclinic switching between chimeras
功能振荡器网络,如大脑中的神经元网络,表现出涉及许多振荡器的亚稳态之间的切换。我们给出了确切的结果,这样的全球动态可以出现在范式相位振荡器网络:高阶网络的相互作用引起亚稳态嵌合体-本地化的频率同步模式-这是加入异宿连接。此外,我们阐明了这些实验可访问的网络中的开关动态的机制。
2018-05-02 cond-mat.dis-nn math.DS nlin.AO
Robust universal approach to identify travelling chimeras and synchronized clusters in spiking networks
我们提出了一个强大的通用方法来识别多个动态状态,包括固定和旅行嵌合体状态的基础上的自适应相干性措施。我们的方法允许自动消歧的同步集群,行波,嵌合体状态,和异步制度。此外,我们的方法可以确定的情况下,集群同步的集群数量。我们进一步耦合我们的方法与一个新的速度计算方法旅行嵌合体。我们验证了我们的方法的一个例子,第二型莫里斯-勒卡神经元与非对称的非局部抑制连接,我们确定了丰富的剧目的连贯性和波状态的环形网络。我们建议,该方法是强大的相位振荡器的网络,并扩展到一般类的张弛振荡器网络。
2021-03-16 nlin.AO
Stable amplitude chimera states in a network of locally coupled Stuart-Landau oscillators
研究了Stuart-Landau振子\textit{locally coupled}网络中瞬态振幅嵌合、稳定振幅嵌合和不完全呼吸嵌合等集体动力学态的发生.在不完全呼吸嵌合体状态中,同步的振荡器组表现出具有大振幅的振荡,而去同步的振荡器组以小振幅振荡,并且同步和去同步的振荡的共存的这种行为随时间波动。然后我们分析了振幅嵌合态在各种情况下的稳定性,包括系统参数和耦合强度的变化,以及振子初始状态的扰动。对于系统参数,即非等时性参数的值的增加,对于足够大的耦合强度值,瞬态嵌合体状态变为稳定嵌合体状态。此外,我们还通过扰动振子的初始态来分析这些态的稳定性。我们发现,虽然一个小的扰动允许一个扰动大量的振荡器产生一个稳定的振幅嵌合态,一个大的扰动允许一个扰动少量的振荡器得到一个稳定的振幅嵌合态。利用Floquet理论,我们还发现了适当数目振子下瞬态和稳态振幅嵌合态以及行波态的稳定性。此外,我们还发现了非相干振荡死态的稳定性。
2018-03-02 nlin.AO
Chimera dynamics in nonlocally coupled moving phase oscillators
嵌合态是非局部耦合动力学单元中的一种时空模式,在各种系统中普遍存在。然而,在大多数嵌合态的研究中,振子之间的相互作用结构是静态的。在这项工作中,我们考虑人口的代理商。每个代理人都携带一个相位振荡器。我们假设智能体在环上进行布朗运动,并通过依赖于它们之间距离的核函数相互作用。当代理是不动的,该模型允许几个动态状态,包括两个不同的嵌合体状态(类型I和类型II嵌合体)。智能体的运动改变了它们之间的相对位置,并产生永久噪声,影响模型的动态特性。我们发现,耦合相位振荡器的运动的代理商的响应依赖于两个相位滞后$α$,决定嵌合体状态的稳定性,和代理商的流动性$D$。对于低迁移率,对于接近$π/2$的$α$,同步状态转变为I型嵌合体状态,否则吸引其他初始状态。对于中等迁移率,耦合振子在不同的动力学状态之间随机跳跃,并且跳跃动力学依赖于$α$。我们研究了这些不同的动力学制度的统计性质,并提出了过渡时间和流动性之间的标度律低流动性和平均寿命之间的关系,不同的动力学状态和流动性的中间流动性。
2019-05-22 nlin.AO
Chimeras with uniformly distributed heterogeneity: two coupled populations
当一个种群中的振荡器同步而另一个种群中的振荡器不同步时,嵌合体就发生在两个耦合的振荡器种群的网络中。我们认为这种形式的嵌合体在网络中的平面振荡器,其中一个参数与一个振荡器的动态随机选择从一个均匀分布。对[C.R. Laing,Physical Review E,100,042211,2019],其中涉及相同的振荡器,用于研究在无限数量的振荡器的限制下,这些异构网络的嵌合体的存在性和稳定性。在所有情况下,使振荡器更异质破坏稳定的嵌合体在鞍结分岔。这些结果有助于我们理解一般振子网络中嵌合体对异质性的鲁棒性。
2022-01-29 math.DS nlin.AO
Isotropy of Angular Frequencies and Weak Chimeras With Broken Symmetry
弱嵌合体的概念为多个相位振子网络中的嵌合体态提供了一个易于理解的定义。在这里,我们推广的定义弱嵌合体的更一般的类的等变动力系统的特征解决方案的各向同性的角频率矢量-耦合相位振荡器的角频率矢量是由平均的向量场沿轨迹。解的对称性自动意味着角频率同步。我们表明,这种对称性的存在是没有必要的,通过给出一个结果,没有瞬时或setwise对称性耦合相位振荡器的弱嵌合体的存在。此外,我们还构造了一个耦合函数,该耦合函数在具有广义耦合的相位振子的弱耦合种群中产生了不对称的混沌弱嵌合体。
2017-02-02 math.DS nlin.AO nlin.CD
Chimera states in a population of identical oscillators under planar cross-coupling
我们报告了在相同非线性振子的组装中存在嵌合体状态,这些振子以简单的平面交叉耦合形式全局相互连接。耦合项的旋转对称性破缺似乎是负责这些集体状态的出现,显示出一个特征共存的相干和不相干的行为。我们的发现,看到在收集的范德波尔振荡器和混沌Rossler振荡器,进一步简化了存在的标准嵌合体,从而扩大了其适用范围,以现实世界的情况。
2014-09-02 nlin.AO nlin.CD
New type of chimera and mutual synchronization of spatiotemporal structures in two coupled ensembles of nonlocally interacting chaotic maps
我们数值研究了由两个耦合的一维离散时间系统集成的网络的动力学。第一个系综由一个非局部耦合Henon映射环表示,第二个系综由一个非局部耦合Lozi映射环表示。我们发现,耦合系综网络可以实现所有的时空结构,这是观察到的Henon映射系综和Lozi映射系综时,解耦。此外,我们揭示了一种新型的时空结构,一个孤立的状态嵌合体,在所考虑的网络。我们还建立和描述的相互同步的各种复杂的时空模式的Henon和Lozi映射的两个耦合合奏系统的效果。
2017-10-27 nlin.AO
Clustered chimera states in delay coupled oscillator systems
我们研究了在一个时间延迟和空间非本地的方式耦合在一个环的相同的相位振荡器的“嵌合体”状态。我们发现了新的“簇状嵌合体”状态,具有空间分布的相位相干性,通过与反相中的相邻相干区域的不相干性分离。通过求解平均场的广义泛函自洽方程,进一步证明了这种时滞诱导的相位聚簇的存在。我们的研究结果突出了团簇形成,可能会发现更广泛的实际应用的额外机制。
2008-03-25 nlin.AO nlin.PS
When Nonlocal Coupling Between Oscillators Becomes Stronger: Patched Synchrony or Multi-Chimera States
非局域耦合振子系统可以表现出复杂的时空模式,称为嵌合态,它由空间相干(同步)和非相干动力学共存的域组成。我们报告的一种新形式的这些国家,发现在一个广泛使用的模型的极限环振荡器,如果一个超出了弱耦合的相位振荡器的典型限制。然后补丁的同步动力学出现在非相干域引起的多嵌合体状态。我们发现,根据耦合强度和范围,不同的多嵌合体出现在从经典的嵌合体状态的过渡。额外的空间调制是由于强耦合相互作用,因此不能在简单的相位振荡器模型中观察到。
2013-05-06 nlin.AO nlin.CD
Spiral wave chimeras for coupled oscillators with inertia
本文报道了在有惯性的耦合相位振子中螺旋波嵌合态的出现和变形。首先,当耦合强度足够小时,系统行为类似于经典的二维(2D)Kuramoto-Shima螺旋嵌合体,具有非相干核的钟形频率特性。随着耦合的增加,核获得恒定时间平均频率的同心区域,嵌合体成为准周期。最终,随着耦合强度的随后增加,仅留下一个这样的区域,即,整个核心变得频率相干。当参数点进入所谓的孤立区域时,发生系统行为的本质修改。然后,孤立振子通常存在于嵌合态的螺旋核背景上。这些孤立振荡器并不参与核心周围的共同螺旋运动;相反,它们开始以不同的时间平均频率(庞加莱缠绕数)振荡。由初始条件给定,孤振子的数目和位置可以是任意的。在耦合的进一步增加,螺旋消失,系统的行为传递到一种时空混沌。
2020-04-12 nlin.AO
Globally clustered chimera states in delay--coupled populations
我们已经确定了延迟耦合振子种群中存在全局聚集的嵌合态,并发现这些状态可以周期性地,非周期性地呼吸,并成为不稳定的依赖于耦合延迟的值。我们还发现,耦合延迟引起的频率抑制的deserminized组。我们为上述结果提供了数值证据和理论解释,并讨论了所观察到的现象的可能应用。
2009-05-12 nlin.AO nlin.PS
Stable chimeras of non-locally coupled Kuramoto-Sakaguchi oscillators in a finite array
我们考虑耦合同相振子的嵌合态,其中一些振子是相位同步的,而另一些振子是非同步的。当相位滞后参数为$α\in (0, π/2)$时,有限尺寸阵列中非局部耦合的Kuramoto-Sakaguchi振子的嵌合态是混沌瞬态,经过一个瞬态时间后,所有振子都实现了相位同步,且瞬态时间随振子数目的增加呈指数增长.在这项工作中,我们考虑一个小的阵列的六个非本地耦合振荡器的相位滞后参数$α\in (π/2, π)$的振荡器的完全相位同步是不稳定的。在这种情况下,我们观察到一个嵌合体状态自发形成的分区振荡器成两个独立的同步集群的稳定和不稳定的同步状态。我们提供的数值证据支持的嵌合体状态的振荡器的瞬时频率是一个共同的周期的时间的周期函数,因此,嵌合体状态是稳定的,但不是长寿命的瞬态。我们还测量了嵌合体状态的盆地稳定性,并表明它可以观察到随机初始条件时,$α$略大于$π/2$。
2019-11-28 nlin.AO nlin.PS
Emergence of chimera in multiplex network
嵌合体是一种相对较新的现象,在对称耦合的动力学单元中可以观察到同步和异步状态的共存。我们报告观察到的嵌合体状态的多重网络中的各个层是由1-d晶格与非局部相互作用。然而,多路复用并不改变嵌合体状态的类型,并且保留了孤立网络所显示的多嵌合体状态,它改变了非相干的区域。我们调查出现的相干-非相干分岔时,不同的控制参数,即,耦合强度和网络的大小。此外,我们还研究了初始条件对嵌合态动力学行为的影响。利用区分光滑和非光滑空间轮廓的相邻节点之间的差异的测量,我们找到了过渡到嵌合体状态的临界耦合强度。在具有一对一层间耦合的多路网络中观察嵌合体对于深入了解许多固有地具有多层结构的现实世界复杂系统是重要的。
2016-03-04 nlin.AO nlin.CD