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doi:10.22028/D291-40581
Titel: | Scale-free avalanches in arrays of FitzHugh-Nagumo oscillators |
VerfasserIn: | Contreras, Max Medeiros, Everton S. Zakharova, Anna Hövel, Philipp Franović, Igor |
Sprache: | Englisch |
Titel: | Chaos |
Bandnummer: | 33 |
Heft: | 9 |
Verlag/Plattform: | AIP Publishing |
Erscheinungsjahr: | 2023 |
Freie Schlagwörter: | Dynamical systems Phase transitions Acoustic noise Thermodynamic functions Artificial neural networks Canard Perturbation theory Probability theory Complex systems theory Relaxation oscillations |
DDC-Sachgruppe: | 500 Naturwissenschaften |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | The activity in the brain cortex remarkably shows a simultaneous presence of robust collective oscillations and neuronal avalanches, where intermittent bursts of pseudo-synchronous spiking are interspersed with long periods of quiescence. The mechanisms allowing for such coexistence are still a matter of an intensive debate. Here, we demonstrate that avalanche activity patterns can emerge in a rather simple model of an array of diffusively coupled neural oscillators with multiple timescale local dynamics in the vicinity of a canard transition. The avalanches coexist with the fully synchronous state where the units perform relaxation oscillations. We show that the mechanism behind the avalanches is based on an inhibitory effect of interactions, which may quench the spiking of units due to an interplay with the maximal canard. The avalanche activity bears certain heralds of criticality, including scale-invariant distributions of event sizes. Furthermore, the system shows increased sensitivity to perturbations, manifested as critical slowing down and reduced resilience. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1063/5.0165778 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://doi.org/10.1063/5.0165778 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-405814 hdl:20.500.11880/36459 http://dx.doi.org/10.22028/D291-40581 |
ISSN: | 1089-7682 1054-1500 |
Datum des Eintrags: | 25-Sep-2023 |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Physik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Ludger Santen |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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