Arthur Winfree

Arthur Taylor Winfree (15 de mayo de 1942 - Tucson, 5 de noviembre de 2002). Biólogo teórico norteamericano.

Winfree destacó por su trabajo en la modelización matemática de fenómenos biológicos: la arritma cardíaca, los ritmos cicardianos o la reacción Belousov-Zhabotinsky.

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Aportaciones teóricas

Sincronización colectiva

En su libro Cybernetics Norbert Wiener planteaba un problema biológico esencial: ¿Cómo es posible que miles de neuronas, luciérnagas o grillos puedan sincronizarse entre sí, activándose, iluminándose o cantando al unísono, sin ningún agente organizador ni señal ambiental externa? El artículo de Winfree (1967) ofrecía la primera modelización matemática de la sincronización mutua de los osciladores biológicos. Winfree descubrió que los osciladores poblacionales pueden exhibir un notable comportamiento cooperativo. Cuando la variación de las frecuencias se reduce, los osciladores se comportan de modo incoherente, cada uno de ellos cerca de su frecuencia natural, hasta cruzar un cierto límite. A partir de ese momento los osciladores empiezan a sincronizarse simultáneamente. Winfree subrayó el sorprendente paralelismo entre este fenómeno y la transición de fase termodinámica, pero con una gran diferencia: los osciladores se alinean en el tiempo, no en el espacio.

El trabajo de Winfree sobre los osciladores acoplados fue uno de los primeros ejemplos de sistema autoorganizado. Comenzó como un problema biológico, pero tuvo un impacto mayor en la teoría de los sistemas dinámicos y en la física estadística.

Bibliografía

• (1967) "Biological rhythms and the behavior of populations of coupled oscillators", J. Theor. Biol., 16: 15-42.
• Con S.H. Strogatz (1984) "Organizing centers for three-dimensional chemical waves", Nature, 311, 611-615.
• (1987). When Time Breaks Down: The Three-Dimensional Dynamics of Electrochemical Waves and Cardiac Arrhythmias. Princeton University Press. ISBN 0-691-02402-2.
• (1987) Timing of Biological Clocks. Scientific American Library, No 19. ISBN 0-7167-5018-X.
• (2001). Geometry of Biological Time. Springer-Verlag. ISBN 0-387-98992-7. (Primera edición publicada en 1980).

Referencias

• Steven Strogatz, "Obituary", SIAM News, Vol. 36, Nº 1, January/February 2003