Biological feedback – quantitative and qualitative models

In a recent paper we speculated on the presence of a geometric phase or phase memory in the bilateral nasal cycle, using a certain analogy between the mechanics of the circulatory system and a gauge field such as the electromagnetic one [34], and taking into account that Maxwell’s equations are a particular case of the fluid equations. It is known that shortly after its discovery, the geometric phase was generalized well beyond the adiabatic or even the cyclic cases, and that today it is studied even in dissipative open systems and in various cases of animal locomotion. The analogy may be relevant despite the fact that the respiratory system obviously operates in a gaseous phase instead of a liquid one, while still being coupled to the blood circulation.

According to V. D. Tsvetkov, the ratio between systolic and diastolic time in humans and other mammals averages the same reciprocal values of the golden mean, and also the ratio of the maximum systolic pressure to the minimum diastolic pressure points to a relative value of 0.618/0.382 on average. Although these values may be arbitrarily approximate, we would have an excellent opportunity here to contrast them mechanically and see if there really is some kind of underlying optimization, since the systolic time already echoes the reflected vascular wave, and the same is true of the diastolic time.

Continuar leyendo «Biological feedback – quantitative and qualitative models»

Realimentación biológica —modelos cuantitativos y cualitativos

En otra parte hemos especulado sobre la presencia de una fase geométrica o memoria de fase y el ciclo nasal bilateral, aprovechando cierta analogía entre la mecánica del sistema circulatorio y un campo gauge como el electromagnético [34], y teniendo en cuenta que las ecuaciones de Maxwell son un caso particular de las ecuaciones de fluidos. Sabido es que al poco de su descubrimiento la fase geométrica se generalizó más allá del caso adiabático o incluso el cíclico, y que hoy se estudia incluso en sistemas abiertos disipativos y en diversos casos de locomoción animal. La analogía puede ser pertinente a pesar de que, obviamente, el sistema respiratorio opera en fase gaseosa en vez de líquida, sin dejar por ello de estar acoplado con la circulación sanguínea.

Según V. D. Tsvetkov, la razón entre el tiempo de la sístole y la diástole en humanos y otros mamíferos promedia los mismos valores recíprocos de la razón áurea, y también la proporción entre la presión máxima sistólica y la mínima diastólica apunta a un valor relativo de 0.618/0.382. Aunque estos valores puedan ser arbitrariamente aproximados tendríamos aquí una excelente ocasión de contrastarlos mecánicamente y ver si realmente existe algún tipo de optimización subyacente, puesto que el tiempo sistólico ya se hace eco de la onda vascular refleja, y lo mismo ocurre con el tiempo de la diástole.

Continuar leyendo «Realimentación biológica —modelos cuantitativos y cualitativos»