Medical Engineering & Physics, 24(1), 61–69p. (2002) DOI:10.1016/S1350-4533(01)00118-7

Spontaneous and forced non-linear oscillations in heart period: role of the sino-atrial node

F. Censi, G. Calcagnini, P. Bartolini, C. Bruni, S. Cerutti

The aim of this study is to investigate whether and to which extent the non-linearity of the sino-atrial node contributes to the complex interactions between autonomic control and heart period. A non-linear model of the autonomic control on the sino-atrial node has been analyzed under particular experimental conditions: the autonomic nervous system was forced to act at established frequencies, by a controlled breathing procedure and a non-invasive periodic modulation of carotid baroreceptors. We quantify the non-linear coupling between the stimuli and both the experimental and the simulated heart period fluctuations by using the recurrence plot quantification analysis. Our results show that the non-linear interaction between external stimuli and heart period fluctuations is due to a certain extent to the non-linear features of the sino-atrial node.

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