heal.abstract |
Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι δίκτυα που αποτελούνται από ηλεκτροχημικούς ταλαντωτές, μπορούν να λειτουργούν ως Γεννήτριες Κεντρικού Προτύπου (CPG). Οι Γεννήτριες Κεντρικού Προτύπου αποτελούν δομικές και λειτουργικές αλληλουχίες νευρώνων, οι οποίες έχουν τη δυνατότητα να παράγουν συγκεκριμένους ρυθμούς, χωρίς την επιβολή εξωτερικής τροφοδότησης οποιουδήποτε είδους. Στην παρούσα εργασία, τα δίκτυα αυτά αναπαρίστανται πειραματικά με αυτόνομους ηλεκτροχημικούς ταλαντωτές.
Στόχος αυτής της εργασίας είναι η πειραματική μελέτη της περιοδικότητας, διεγερσιμότητας και διπλής ευστάθειας του ηλεκτροχημικού ταλαντωτή Fe|H2SO4,CuSO4|Cu, που αποτελεί ένα στοιχείο του δικτύου. Η διάταξη που χρησιμοποιήθηκε αποτελείται από μια άνοδο σιδήρου και μια κάθοδο χαλκού εμβαπτισμένες σε ηλεκτρολυτικό διάλυμα θειικού οξέος και θειικού χαλκού. Η απαιτούμενη κάθε φορά τάση εφαρμόζεται μέσω μιας πηγής δυναμικού γαλβανικά μονωμένων πολλαπλών καναλιών, η οποία επιτρέπει τον έλεγχο του δυναμικού στα επί μέρους ζεύγη ηλεκτροδίων. Τα καταγραφικά συστήματα αποτυπώνουν την ηλεκτρική απόκριση (ρεύμα ή δυναμικό) του συστήματος.
Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι ένα τέτοιο δίκτυο, αποτελούμενο από τέσσερα ζεύγη ηλεκτροδίων, μπορεί να παράγει τέσσερα διαφορετικά πρότυπα που αντιστοιχούν σε τέσσερα διαφορετικά είδη κίνησης τα οποία παρατηρούνται σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά. Στην παρούσα εργασία διερευνήθηκε η δυνατότητα του δικτύου να ορίσει συγκεκριμένες συμπεριφορές, καθώς και το αν μπορούν οι συμπεριφορές αυτές να ελεγχθούν με κάποιο τρόπο, άρα να προβλέπεται κάθε φορά και υπό οποιαδήποτε επιβολή η τελική απόκριση του συστήματος. Μελετήθηκαν, λοιπόν, τα εξής: (α) η μετάβαση από μια κατάσταση ηρεμίας σε κατάσταση μόνιμης εγρήγορσης, (β) η μετάβαση από μια κατάσταση μόνιμης εγρήγορσης σε κατάσταση ηρεμίας, (γ) η μετάβαση από μια κατάσταση ηρεμίας σε κατάσταση στιγμιαίας εγρήγορσης και (δ) ο έλεγχος της συμπεριφοράς του συστήματος.
Για να επιτευχθούν οι παραπάνω λειτουργίες διερευνήθηκε η επίδραση δύο διαφορετικών ειδών διεγέρσεων. Στην πρώτη περίπτωση, η διέγερση ήταν ηλεκτρικής φύσης, και επιδρούσε στο σύστημα μεταβάλλοντας την κατανομή του ηλεκτρικού δυναμικού μέσα στο ηλεκτρολυτικό διάλυμα. Η διέγερση αυτή είχε ως αποτέλεσμα να επιταχύνει την απόκριση του συστήματος, δηλαδή να μειώνει την περίοδο των αυτόνομων ταλαντώσεων. Επίσης, η ίδια διέγερση μεγαλύτερης έντασης οδηγούσε στην παύση των ταλαντώσεων. Και οι δύο παραπάνω επιδράσεις ήταν αντιστρεπτές, δηλαδή η παύση της διέγερσης επανέφερε το σύστημα στην αρχική του κατάσταση. Στη δεύτερη περίπτωση, η διαταραχή ήταν χημικής φύσεως και επιβαλλόταν στο ηλεκτρόδιο που είχε το ρόλο της αναφοράς. Η διέγερση αυτή είχε ως αποτέλεσμα τη μετάβαση του συστήματος μεταξύ δύο στατικών καταστάσεων, με ταυτόχρονη γέννηση ταλαντώσεων. Και η διέγερση αυτή ήταν αντιστρεπτή. |
el |