Modeling and synchronization of biological rhythms: from cells to oyster behavior

Hafiz Ahmed 1
1 NON-A - Non-Asymptotic estimation for online systems
Inria Lille - Nord Europe, CRIStAL - Centre de Recherche en Informatique, Signal et Automatique de Lille (CRIStAL) - UMR 9189
Résumé : Modélisation, analyse et contrôle des oscillations, des rythmes notamment biologiques ont été étudiés dans cette thèse. La thèse est divisée en deux parties. La première partie traite avec une application réelle tandis que les études de la partie II des problèmes plus théoriques, avec des applications pratiques potentielles. Dans la première partie, motivée par un problème pratique de la surveillance de l’environnement de l’environnement côtier, cette thèse considère les rythmes biologiques des huîtres. En utilisant les informations des rythmes biologiques, une solution de surveillance environnementale indirecte en utilisant les huîtres comme bio-capteur a été proposé. La solution proposée fonctionne sur l’estimation de la perturbation par la modélisation du rythme biologique des huîtres par Van der Pol modèle de l’oscillateur. Une limite inhérente de cette approche est que cela fonctionne grâce à la détection des comportements anormaux seulement. Cependant les comportements anormaux ne sont pas tous liés à la pollution. Donc, nous considérons la détection d’un type particulier de comportement oscillatoire anormal à savoir la ponte (comportement lors de la reproduction), qui est un phénomène naturel et non liés à la pollution. Dans la deuxième partie, les oscillations sont étudiées à partir d’un point de vue théorique. Avoir une meilleure compréhension sur la modélisation, l’analyse et le contrôle des oscillations peut donner lieu à des solutions futures améliorées de surveillance environnementale. Le premier problème de cette partie est la robustesse des oscillations dans la division cellulaire. Oscillations persistent dans les oscillateurs génétiques (horloges circadiennes, oscillateurs synthétiques) après la division cellulaire. Dans cette thèse, nous fournissons des conditions d’analyse qui garantissent la synchronisation de phase après la division cellulaire en utilisant Phase Response Curve (PRC) formalisme. Enfin, nous considérons le problème de la synchronisation des systèmes multi-stables en utilisant (ISS) outil de stabilité d’entrée à État. De nombreux systèmes oscillatoires sont multi-stable. En utilisant une généralisation récente de la théorie de l’ISS pour les systèmes multi-stables, nous proposons des conditions suffisantes pour la synchronisation des systèmes multi-stables. En conséquence de côté, ce travail a été appliqué pour la synchronisation globale d’un modèle d’oscillateur proposé récemment appelé l’oscillateur Brockett.
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Thèse
Systems and Control [cs.SY]. Universite Lille 1, 2016. English
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Contributeur : Hafiz Ahmed <>
Soumis le : mercredi 18 janvier 2017 - 17:46:28
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 02:08:43
Document(s) archivé(s) le : mercredi 19 avril 2017 - 15:26:32

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Hafiz Ahmed. Modeling and synchronization of biological rhythms: from cells to oyster behavior. Systems and Control [cs.SY]. Universite Lille 1, 2016. English. 〈tel-01439847〉

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