24、反馈与控制系统：瞳孔光反射的深入解析

反馈与控制系统：瞳孔光反射的深入解析

1. 双稳态与滞后现象

在某些情况下，当参数 μ 被调整到特定区域时，会出现固定点和极限环吸引子之间的双稳态。若扰动足够大，能使动态系统从极限环的吸引域转移到稳定固定点的吸引域，就会发生单脉冲湮灭现象。同时，还存在滞后现象，即当 μ 从 A 增加到 B 时振荡开始的点，与从 C 到 D 时振荡停止的点并不相同。

在生理系统中，许多现象暗示了安德罗诺夫 - 霍普夫分岔的发生。例如，痛经女性服用非甾体抗炎药后子宫收缩幅度的减小，与超临界安德罗诺夫 - 霍普夫分岔预期的幅度变化非常相似；药物诱导分娩时子宫的收缩方式也暗示了超临界安德罗诺夫 - 霍普夫分岔。亚临界和超临界安德罗诺夫 - 霍普夫分岔会出现在包含时间延迟反馈控制机制的动态系统中，如瞳孔光反射（PLR），也会出现在某些周期性化学反应中。

然而，在实验室中确定极限环是通过超临界还是亚临界安德罗诺夫 - 霍普夫分岔产生的并非易事。关键控制参数的身份可能未知，即使已知，也可能难以在实验中对其进行调节。临界减速现象以及噪声和时间延迟之间的相互作用等因素，会限制实验人员确定分岔发生时参数值的能力。不过，当反馈可以被钳制时，这些问题可以得到解决。

2. 时间延迟反馈：瞳孔光反射（PLR）

2.1 PLR 简介

瞳孔光反射（PLR）是首个从传递函数分析角度进行研究的人类神经反馈控制机制。其优势在于可以非侵入性地打开反馈回路，这一特性使其成为人类神经控制的典范。同时，PLR 也可以在时域中进行研究，这使得我们能够直接比较时域和频域方法在研究生物控制中的作用。

瞳孔大小反映了收缩和扩张机制之间的平衡。瞳孔收缩是由环形排列