Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)

Для цитирования:

Павлов А. Н., Сосновцева О. В. Применение двойного вейвлет-анализа для исследования эффектов модуляции в динамике нефронов // Известия вузов. ПНД. 2004. Т. 12, вып. 6. С. 105-117. DOI: 10.18500/0869-6632-2004-12-6-105-117

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
Иконка PDF 2004no6p105.pdf
(загрузок: 0)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Прикладные задачи нелинейной теории колебаний и волн
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
517.9
DOI: 
10.18500/0869-6632-2004-12-6-105-117

Применение двойного вейвлет-анализа для исследования эффектов модуляции в динамике нефронов

Авторы: 
Павлов Алексей Николаевич, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского (СГУ)
Сосновцева Ольга Владимировна, Датский технический университет
Аннотация: 

В работе предлагается метод исследования эффектов взаимодействия ритмических компонент в нестационарной многомодовой динамике, основанный на двойном вейвлет-анализе. На тестовых примерах иллюстрируются возможности и ограничения данного подхода. Рассматривается применение двойного вейвлет-анализа к сигналам давления в проксимальных канальцах нефронов крыс в целях количественного описания эффектов модуляции быстрой (миогенной) динамики нефронов медленным ритмом, обусловленным механизмом канальцево-гломерулярной обратной связи. Показано, что взаимодействие между двумя механизмами является более сильным для крыс с повышенным артериальным давлением по сравнению с крысами, имеющими нормальное артериальное давление.

Ключевые слова: 
-
Благодарности: 
Авторы выражают признательность Е. Mosekilde, N.-H. Holstein-Rathlou и D.J. Marsh за предоставленные экспериментальные данные и за многочисленные дискуссии. Проводимые исследования были поддержаны грантом INTAS 01-2061. А.Н. Павлов благодарит индивидуальную поддержку грантами Президента России (MK-2512.2004.2), Министерства Образования и Науки РФ и CRDF (Y1-P-06-06).
Список источников: 
  1. Stefanovska А, Braci¢ M. Physics of the human cardiovascular system. Contemporary Physics. 1999;40(1):31–35. DOI: 10.1080/001075199181693.
  2. Braun HA. Bade H, Hensel H. Static аnd dynamic discharge patterns оf bursting cold fibers related to hypothetical receptor mechanisms. Pfiligers Arch. 1980;386(1):1–9. DOI: 10.1007/BF00584180.
  3. Goldbeter A. Biochemical Oscillations and Cellular Rhythms. Cambridge: Cambridge Univesity Press. 1998, 632 p. DOI: 10.1017/CBO9780511608193.
  4. Tuckwell HC. Introduction to Theoretical Neurobiology. Cambridge: Cambridge Univesity Press, 1998. W.1.
  5. Beuter A, Edwards R. Using frequency domain characteristics to discriminate physiological and parkinsonian tremors. J. Clin. Neurophysiol. 1999;16(5):484–494.  DOI: 10.1097/00004691-199909000-00010.
  6. Hoffman U, Yanar А, Franzeck UK, Edvards JM, Bollinger А. The frequency histogram: a new method for the evaluation of laser Doppler flux motion. Microvascular Res. 1990;40:293–301. DOI: 10.1016/0026-2862(90)90028-p.
  7. Holstein-Rathlou NH, He J, Wagner AJ, Marsh DJ. Patterns of blood pressure variability in normotensive ап hypertensive rats. Am. J. Physiol. 1990;269:R1230–9. DOI: 10.1152/ajpregu.1995.269.5.R1230.
  8. Sturis J, Mosekilde E, Cauter VЕ. Modeling modulatory effects оn pulsatility. Methods in Neurosciences. 1994;20:393
  9. Schdfer C, Rosenblum MG, Abel H, Kurths J. Synchronization in the human cardiorespiratory system. Phys. Rev. E. 1999;60(1):857–870. DOI: 10.1103/PhysRevE.60.857.
  10. Anishchenko VS, Balanov AG, Janson NB, Igosheva NB, Bordugov GV. Entrainment between heart rate ап weak noninvasive forcing. Int. J. of Bifurcation and Chaos. 2000;10(10):2339–2348. DOI:10.1142/S0218127400001468.
  11. Kopell N, Ermentrout GB, Whittington МА, Traub RD. Gamma rhythms аnd beta rhythms have different synchronization properties. USA: Proc. Nat. Acad. Sci. 2000;97(4):1867–1872. DOI: 10.1073/pnas.97.4.1867.
  12. Tass P, Rosenblum MG, Weule J, Kurths J, Pz'kovsky А, Volkmann J, Schnitzler A, Freund HJ. Detection of n:m phase locking from noisy data: application 10 magnetoencephalography. Phys. Rev. Lett. 1998;81(15):3291–3294. DOI: 10.1103/PhysRevLett.81.3291.
  13. Daubechies I. Ten Lectures оп Wavelets. Philadelphia: S.I.A.M, 1992. 341 p.
  14. Grossmann A, Morlet J. Decomposition of hardy functions into square integrable wavelets оf constant shape. S.I.A.M. J. Math. Anal. 1984;15(4):723–736. DOI: 10.1137/0515056.
  15. Ivanov PCh, Nunes LA, Goldberger AL, Havlin S, Rosenblum MG, Struzik ZR, Stanley НЕ. Multifractality in human heartbeat dynamics. Nature. 1999;399(6735): 461–465. DOI: 10.1038/20924.
  16. Muzy JF, Bacry E, Arneodo А. Wavelets and multifractal formalism for singular signals: application to turbulence data. Phys. Rev. Lett. 1991;67:3515–3518. DOI: 10.1103/PhysRevLett.67.3515.
  17. Sosnovtseva ОК, Paviov AN, Mosekilde E, Holstein-Rathiou NH, Marsh DJ. Double-wavelet approach 10 study frequency and amplitude modulation in renal autoregulation. Phys. Rev. E. 2004;70(3):031915. DOI: 10.1103/PhysRevE.70.031915.
  18. Anishchenko VS. Dynamical Chaos - Models and Experiments. Singapore: World Scientific, 1995. 440 p.
  19. Sosnoviseva QV, Postnov DE, Nekrasov AM, Mosekilde E, Holstein-Rathiou NH. Phase multistability analysis of self-modulated oscillations. Phys. Rev. Е. 2002;66:036224. DOI: 10.1103/PhysRevE.66.036224.
  20. Holstein-Rathlou NH, Leyssac РР. TGF-mediated oscillations in the proximal intratubular pressure: differences between spontaneously hypertensive rats and Wistar-Kyoto rats. Acta Physiol. Scand. 1986;126(3):333–339. DOI: 10.1111/j.1748-1716.1986.tb07824.x.
  21. Yip KP, Holstein-Rathlou NH, Marsh DJ. Mechanisms of temporal variation in single-nephron blood flow in rats. Am. J. Physiol. 1993;262:F427–34. DOI: 10.1152/ajprenal.1993.264.3.F427.
  22. Chon KH, Chen YM, Marmarelis VZ, Marsh DJ, Holstein-Rathlou NH. Detection of interaction between myogenic and TGF mechanisms using nonlinear analysis. Am. J. Physiol. 1994;267:F160–73. DOI: 10.1152/ajprenal.1994.267.1.F160.
  23. Sosnovtseva ОК, Paviov AN, Mosekilde E, Holstein-Rathlou NH. Bimodal oscillations in nephron autoregulation. Phys. Rev. E. 2002;66(6):061909. DOI: 10.1103/PhysRevE.66.061909.
Поступила в редакцию: 
20.01.2005
Принята к публикации: 
19.04.2005
Опубликована: 
15.06.2005
  • 140 просмотров