Within-burst synchrony changes for coupled elliptic bursters

Auteurs : Abul kalam al Azad, Peter Ashwin

arXiv: 0901.0874v1 - DOI (math.DS)
Soumis à arXiv le 07 Jan. 2009
Résumé scientifique

We study the appearance of a novel phenomenon for linearly coupled identical bursters: synchronized bursts where there are changes of spike synchrony within each burst. The examples we study are for normal form elliptic bursters where there is a periodic slow passage through a Bautin (codimension two degenerate Andronov-Hopf) bifurcation. This burster has a subcritical Andronov-Hopf bifurcation at the onset of repetitive spiking while end of burst occurs via a fold limit cycle bifurcation. We study synchronization behavior of two and three Bautin-type elliptic bursters for a linear direct coupling scheme. Burst synchronization is known to be prevalent behavior among such coupled bursters, while spike synchronization is more dependent on the details of the coupling. We note that higher order terms in the normal form that do not affect the behavior of a single burster can be responsible for changes in synchrony pattern; more precisely, we find within-burst synchrony changes associated with a turning point in the spiking frequency.

Les articles autour de lui, par date et par proximité

Plus haut, c’est plus proche de cet article ; à gauche, c’est plus ancien. Les traits relient les articles proches entre eux : les groupes de traits sont des sous-thèmes. Sélectionnez un point pour voir pourquoi il est là. Retour au résumé de cet article

Comment lire cette carte ? Guide illustré

Les articles les plus proches Les travaux antérieurs sur lesquels il s’appuie Les articles qui le citent

Les articles autour de celui-ci

Classés selon la proximité de leur titre et de leur résumé avec ceux de cet article. Sélectionnez-en pour les lire ensemble.

Les articles les plus proches

  1. Proche* Cité par cet article Une méthode qu’il utilise
    Synchronization of Elliptic Bursters
    E. Izhikevich · 2001 · SIAM Review · cité 28 fois · Pas encore résumé
  2. Proche Cite cet article
    Shared Inputs, Entrainment, and Desynchrony in Elliptic Bursters: From Slow Passage to Discontinuous Circle Maps
    Guillaume Lajoie, Eric T. Shea-Brown · 2010 · SIAM Journal on Applied Dynamical Systems · cité 12 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    What input signals will lead to synchrony vs. desynchrony in a group of biological oscillators? This question connects with both classical dynamical systems analyses of entrainment and phase locking and with emerging studies of stimulation patterns for controlling neural network activity. Here, we focus on the response of a population of uncoupled, elliptically bursting neurons to a common pulsatile input. We extend a phase reduction from the literature to capture inputs of varied strength, leading to a circle map with discontinuities of various orders. In a combined analytical and numerical approach, we apply our results to both a normal form model for elliptic bursting and to a biophysical…

  3. Proche* Cite cet article
    Bursting oscillations, bifurcation and synchronization in neuronal systems
    Haixia Wang, Qingyun Wang, Qi-Shao Lu · 2011 · Chaos Solitons & Fractals · cité 63 fois · Pas encore résumé
  4. Proche* Cité par cet article
    Burst and spike synchronization of coupled neural oscillators
    J. Schwarz, G. Dangelmayr, A. Stevens et al. · 2001 · Dynamical Systems · cité 6 fois · Pas encore résumé
  5. Proche
    Bursting and Synchrony in Networks of Model Neurons
    Christian Geier, Alexander Rothkegel, Christian E. Elger et al. · 2016 · R. Tetzlaff and C. E. Elger and K. Lehnertz (2013), Recent Advances in Predicting and Preventing Epileptic Seizures, pag · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Bursting neurons are considered to be a potential cause of over-excitability and seizure susceptibility. The functional influence of these neurons in extended epileptic networks is still poorly understood. There is mounting evidence that the dynamics of neuronal networks is influenced not only by neuronal and synaptic properties but also by network topology. We investigate numerically the influence of different neuron dynamics on global synchrony in neuronal networks with complex connection topologies.

  6. Proche Cite cet article
    Canonical models for torus canards in elliptic bursters.
    Emre Baspinar, Daniele Avitabile, Mathieu Desroches · 2020 · Chaos · cité 6 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    We revisit elliptic bursting dynamics from the viewpoint of torus canard solutions. We show that at the transition to and from elliptic burstings, classical or mixed-type torus canards may appear, the difference between the two being the fast subsystem bifurcation that they approach: saddle-node of cycles for the former and subcritical Hopf for the latter. We first showcase such dynamics in a Wilson-Cowan-type elliptic bursting model, then we consider minimal models for elliptic bursters in view of finding transitions to and from bursting solutions via both kinds of torus canards. We first consider the canonical model proposed by Izhikevich [SIAM J. Appl. Math. 60, 503-535 (2000)] and adapte…

  7. Proche* Cité par cet article
    Subcritical Elliptic Bursting of Bautin Type
    E. Izhikevich · 1999 · SIAM Journal on Applied Mathematics · cité 69 fois · Pas encore résumé
  8. Apparenté* Cité par cet article
    Effects of noise on elliptic bursters
    Jian-Zhong Su, J. Rubin, D. Terman · 2004 · Nonlinearity · cité 62 fois · Pas encore résumé

Les travaux antérieurs sur lesquels il s’appuie

  1. Apparenté* Utilisé en profondeur par cet article Une méthode qu’il utilise
    Neural excitability, Spiking and bursting
    E. Izhikevich · 2000 · International Journal of Bifurcation and Chaos in Applied Sciences and Engineering · cité 1 931 fois · Pas encore résumé
  2. Apparenté* Utilisé en profondeur par cet article
    The slow passage through a Hopf bifurcation: delay, memory effects, and resonance
    S. Baer, T. Erneux, J. Rinzel · 1989 · Siam Journal on Applied Mathematics · cité 341 fois · Pas encore résumé
  3. Apparenté*
    Dissection of a model for neuronal parabolic bursting
    J. Rinzel, Young-Seek Lee · 1987 · Journal of Mathematical Biology · cité 262 fois · Pas encore résumé
  4. Apparenté*
    A Formal Classification of Bursting Mechanisms in Excitable Systems
    J. Rinzel · 1987 · cité 507 fois · Pas encore résumé
  5. Apparenté*
    Bursting: The genesis of rhythm in the nervous system
    S. Coombes, P. Bressloff · 2005 · cité 248 fois · Pas encore résumé

Les articles qui le citent

  1. Apparenté
    A model for the collective synchronization of flashing in Photinus carolinus
    Madeline McCrea, B. Ermentrout, J. Rubin · 2022 · Journal of the Royal Society Interface · cité 18 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    Recent empirical investigations have characterized the synchronized flashing behaviours of male Photinus carolinus fireflies in their natural habitat in Great Smoky Mountain National Park as well as in controlled environments. We develop a model for the flash dynamics of an individual firefly based on a canonical elliptic burster, a slow-fast dynamical system that produces a repeating pattern of multiple flashes followed by a quiescent period. We show that a small amount of noise renders that oscillation very irregular, but when multiple model fireflies interact through their flashes, the behaviour becomes much more periodic. We show that the aggregate behaviour is qualitatively similar to t…

  2. Apparenté*
    Multiple oscillatory States in Models of Collective neuronal Dynamics
    S. Kalitzin, M. Koppert, G. Petkov et al. · 2014 · International Journal of Neural Systems · cité 45 fois · Pas encore résumé
  3. Apparenté*
    Bursting mechanism in a time-delayed oscillator with slowly varying external forcing
    Yue Yu, Hong-Ji Tang, Xiu-Jing Han et al. · 2014 · Communications in nonlinear science & numerical simulation · cité 24 fois · Pas encore résumé
  4. Apparenté
    Mathematical Frameworks for Oscillatory Network Dynamics in Neuroscience
    P. Ashwin, S. Coombes, R. Nicks · 2015 · Journal of Mathematical Neuroscience · cité 304 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    The tools of weakly coupled phase oscillator theory have had a profound impact on the neuroscience community, providing insight into a variety of network behaviours ranging from central pattern generation to synchronisation, as well as predicting novel network states such as chimeras. However, there are many instances where this theory is expected to break down, say in the presence of strong coupling, or must be carefully interpreted, as in the presence of stochastic forcing. There are also surprises in the dynamical complexity of the attractors that can robustly appear—for example, heteroclinic network attractors. In this review we present a set of mathematical tools that are suitable for a…

  5. Apparenté
    Localized numerical impulses solutions in diffuse neural networks modeled by the complex fractional Ginzburg-Landau equation
    A. Mvogo, Antoine Tambue, G. Ben-Bolie et al. · 2014 · arXiv: Numerical Analysis · preprint, non relu par les pairs · cité 50 fois · Pas encore résumé
    Résumé scientifique

    We investigate localized wave solutions in a network of Hindmarsh-Rose neural model taking into account the long-range diffusive couplings. We show by a specific analytical technique that the model equations in the infrared limit (wave number $k\rightarrow 0$) can be governed by the complex fractional Ginzburg-Landau (CFGL) equation. According to the stiffness of the system, we propose both the semi and the linearly implicit Riesz fractional finite-difference schemes to solve efficiently the CFGL equation. The obtained fractional numerical solutions for the nerve impulse reveal localized short impulse properties. We also show the equivalence between the continuous CFGL and the discrete Hindm…

Comment ces articles sont-ils trouvés ?

Nous comparons le titre et le résumé de cet article avec ceux de tous les articles résumés sur ce site, et avec les articles que Semantic Scholar recommande, ceux qu’il cite et ceux qui le citent (pour un article très cité, ses citations les plus récentes et, depuis OpenAlex, les plus citées). Parmi les travaux antérieurs et les suites, les articles qui s’utilisent en profondeur, une méthode qu’il utilise et les suites très citées remontent un peu. Les niveaux (très proche, proche, apparenté) viennent de la similarité des textes, pas d’un jugement de qualité ; * signale un article sans résumé, comparé par son titre. La phrase sous un article est écrite par une IA à partir des deux résumés : vérifiez-la dans les articles. Un article jugé hors sujet par trois lecteurs quitte la liste.

Mis à jour le 6 novembre 2026.

Le guide illustré des articles autour d’un article