Análise de sincronização do ritmo circadiano sob influência da dor
DOI:
https://doi.org/10.5902/2179460X73631Palavras-chave:
Sincronização, Ritmos biológicos, Dor, Modelo PIMResumo
A sincronização dos ritmos biológicos é de fundamental importância para a saúde. A influência da dor no funcionamento das funções vitais e de seus efeitos na sincronização dos ritmos biológicos dos seres humanos é explorada clinicamente há muito tempo. Por outro lado, a modelagem deste fenômeno pode agregar características ainda inexploradas. Neste viés que se enquadra a presente contribuição: analisar a existência de sincronização do ritmo circadiano sob a influência de fatores externos como a dor. Para tal, propomos e analisamos um modelo de osciladores acoplados em fase que descrevem os ritmos do sono-vigília, temperatura corporal e dor. A simplicidade da modelagem permite obter as soluções sincronizadas de forma analítica, bem como derivar restrições, em termos dos parâmetros, que garantam a sincronização dos mesmos. Os resultados obtidos pela análise do modelo proposto são acompanhados de simulações numéricas.
Downloads
Referências
Bard, E.; Youngmin, P.; Dan, W.; (2019). Recent advances in coupled oscillator theory. Phil. Trans. R. Soc. A., 337, 2160, 1 – 16. https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0092. DOI: https://doi.org/10.1098/rsta.2019.0092
Bick, C.; Goodfellow, M.; Laing, C. R.; Martens, E. A.; (2020). Understanding the dynamics of biological and neural oscillator networks through mean-field reductions: a review. J. Math. Neurosc. 10, 9. https://doi.org/10.1186/s13408-020-00086-9. DOI: https://doi.org/10.1186/s13408-020-00086-9
Bumgarner, J. R., Walker, W. H., Nelson, R. J. (2021). Circadian rhythms and pain. Neuroscience Biobehavioral Reviews, 129, 296–306. doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.08.004. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.08.004
Cai, Z.; Zheng, Z.; Xu, C.; (2022). Exact dynamics of phase transitions in oscillator populations with nonlinear coupling.
Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, V. 107, P. 106–129. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2021.106129. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2021.106129
Contessa, M. N.; De Cezaro, A.; (2017). Derivadas fracionárias na modelagem do ritmo circadiano. Scientia Plena, 13, 4, 1–11. https://doi.org/10.14808/sci.plena.2017.049909. DOI: https://doi.org/10.14808/sci.plena.2017.049909
Dörfler, F.; Bullo, F.; (2014). Synchronization in complex networks of phase oscillators: A survey. Automatica, 50, 6, 1539–1556. DOI: https://doi.org/10.1016/j.automatica.2014.04.012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.automatica.2014.04.012
Glaeser, S. S.; Santos, A. T.; De Cezaro, A.; Machado, C. M. d. S., Adamatti, D. F.; (2018). Modeling of circadian rhythm under influence of pain: an approach based on multi-agent simulation. ADCAIJ: Advances in Distributed Computing and Artificial Intelligence Journal, 7, 2, 17–25. DOI: https://doi.org/10.14201/ADCAIJ2018721725
Glaeser, S. S.; De Cezaro, F.; De Cezaro, A.; (2023). Synchronization of the circadian rhythms with memory: A simple fractional- order dynamical model based on two coupled oscillators. Trends in Comput Appl Mathematics, 24, 2, 1–15. DOI: https://doi.org/10.5540/tcam.2023.024.02.00245. DOI: https://doi.org/10.5540/tcam.2023.024.02.00245
Journal of Biological Rhythms, 22, 2, 91–102. DOI: https://doi.org/10.1177/0748730407299200.
Klerman, E. B.; Hilaire, M. S.; (2007). On mathematical modeling of circadian rhythms, performance, and alertness. DOI: https://doi.org/10.1177/0748730407299200
Kuramoto, Y.; (1984). Chemical Oscillations, Waves, and Turbulence. Vol. 19, Springer, Berlin, https://doi.org/10.1007/978-3-642-69689-3. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-69689-3
Neves, A. R.; Albuquerque, T.; Quintela, T.; Costa, D.; (2022). Circadian rhythm and disease: Relationship, new insights, and future perspectives. Journal of Cellular Physiology, 237, 8, 3239–3256. DOI: https://doi.org/10.1002/jcp.30815. DOI: https://doi.org/10.1002/jcp.30815
Palada, V.; Gilron, I.; Canlon, B.; Svensson, C. I.; Kalso, E.; (2020). The circadian clock at the intercept of sleep and pain. PAIN, 161, 5, 894–900. DOI: 10.1097/j.pain.0000000000001786. DOI: https://doi.org/10.1097/j.pain.0000000000001786
Pikovisky A, K. J.; Rosemblum M.; (2001). Synchronization: A Universal Concept in Nonlinear Sciences, 1º edn. Cambridge University Press. ISBN: 052153352X. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511755743
Rodrigues, F. A.; Peron, T. K. D.; Ji, P.; Kurths, J.; (2016). The kuramoto model in complex networks. Physics Reports, 610, 26, 1 – 98. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2015.10.008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physrep.2015.10.008
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2024 Ciência e Natura
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Para acessar a DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE E EXCLUSIVIDADE E CESSÃO DE DIREITOS AUTORAIS clique aqui.
Diretrizes Éticas para Publicação de Revistas
A revista Ciência e Natura está empenhada em garantir a ética na publicação e na qualidade dos artigos.
A conformidade com padrões de comportamento ético é, portanto, esperada de todas as partes envolvidas: Autores, Editores e Revisores.
Em particular,
Autores: Os Autores devem apresentar uma discussão objetiva sobre a importância do trabalho de pesquisa, bem como detalhes e referências suficientes para permitir que outros reproduzam as experiências. Declarações fraudulentas ou intencionalmente incorretas constituem comportamento antiético e são inaceitáveis. Artigos de Revisão também devem ser objetivos, abrangentes e relatos precisos do estado da arte. Os Autores devem assegurar que seu trabalho é uma obra totalmente original, e se o trabalho e / ou palavras de outros têm sido utilizadas, isso tem sido devidamente reconhecido. O plágio em todas as suas formas constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Submeter o mesmo manuscrito a mais de um jornal simultaneamente constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Os Autores não devem submeter artigos que descrevam essencialmente a mesma pesquisa a mais de uma revista. O Autor correspondente deve garantir que haja um consenso total de todos os Co-autores na aprovação da versão final do artigo e sua submissão para publicação.
Editores: Os Editores devem avaliar manuscritos exclusivamente com base no seu mérito acadêmico. Um Editor não deve usar informações não publicadas na própria pesquisa do Editor sem o consentimento expresso por escrito do Autor. Os Editores devem tomar medidas de resposta razoável quando tiverem sido apresentadas queixas éticas relativas a um manuscrito submetido ou publicado.
Revisores: Todos os manuscritos recebidos para revisão devem ser tratados como documentos confidenciais. As informações ou ideias privilegiadas obtidas através da análise por pares devem ser mantidas confidenciais e não utilizadas para vantagens pessoais. As revisões devem ser conduzidas objetivamente e as observações devem ser formuladas claramente com argumentos de apoio, de modo que os Autores possam usá-los para melhorar o artigo. Qualquer Revisor selecionado que se sinta desqualificado para rever a pesquisa relatada em um manuscrito ou sabe que sua rápida revisão será impossível deve notificar o Editor e desculpar-se do processo de revisão. Os Revisores não devem considerar manuscritos nos quais tenham conflitos de interesse resultantes de relacionamentos ou conexões competitivas, colaborativas ou outras conexões com qualquer dos autores, empresas ou instituições conectadas aos documentos.
