Physica Medica, 18(2), 63–67p. (2002)

Randomness and determinism in human heart-beat dynamics: Recurrence plot analysis

P. Babinec, L. Zemanová , M. Babincová

A new method of recurrence plots was used for the analysis of the heart-beat intervals of a young and old subjects. As we have found the simple deterministic chaos is not likely explanation for the time variability of inter-beat intervals, which must be considered as a mixture of deterministic and stochastic chaos. We have demonstrated that the data obtained from old subjects have a more deterministic origin and the data obtained from young subjects are more random and complex. The complex dynamics of the healthy heart-beat arise from numerous coupled control systems and feedback loops that regulate the cardiac cycle on different time scales. Aging has a profound impact on many of the interacting neural and endocrine mechanisms that regulate heart rate, which may explain why the heart-rate time series looses much of its complex, irregular behavior.

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