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In Figura: comportamento oscillatorio mitocondriale di  cellule del cuore. Evidenze sperimentali e teoriche ora ci  riportano che le variabili energetiche mitocondriali oscillano autonomamente come facenti parte di un network di  oscillatori accoppiati nei casi di condizioni sia fisiologiche  che patologiche. Questo grafico consente una rapida visualizzazione della  ricchezza delle oscillazioni ad alta frequenza ed a bassa  ampiezza presenti nel regime fisiologico, rispetto alle  opposte oscillazioni di bassa frequenza e di grande  ampiezza presenti nel regime fisiopatologico. Tratto da Aon , Cortassa e O'Rourke ( 2006) Biophys .J. 91,  4317-4327.
FENOMENI DI SINCRONIZZAZIONE 3 L’intestino consiste di strati di fibre muscolari che supportano la propagazione di onde viaggianti di attività elettrica che corrono tra la sezione orale e quella aborale. Queste onde causano onde di contrazione muscolare. Diamant e Bertoff [1969, 1969, Am. J. Physiol., 216, 301] investigarono sperimentalmente la distribuzione di frequenze della attività elettriche lungo l’intestino. La maggioranza degli esperimenti fu eseguita su gatti, con molte delle osservazioni di base ripetute su cani e macachi. Ogni frequenza determinata rappresenta la media su 5 minuti. Dal punto di vista fisico, se consideriamo solo la attività elettrica, l’intestino può essere visto come un mezzo uni-dimensionale continuo, ove ciascun punto è oscillante. Di sicuro Diamant e Bertoff trovarono che se una sezione dell’intestino è separata a pezzi, ogni pezzo è in grado di mantenere oscillazioni quasi sinusoidali a frequenza costante. Esiste un gradiente approssimativamente lineare di queste frequenze, cosicché esse decrescono dalla sezione orale a quella aborale. Quando misurate in situ, e graficate in funzione della coordinata lungo l’intestino, la frequenza della attività elettrica mostra tipicamente delle zone con valore costante come degli altopiani. Questo indica l’esistenza di gruppi si attività sincrona. All’interno di questi gruppi lo spostamento di fase tra le oscillazioni cresce con la coordinata spaziale (in accordo con il gradiente di frequenza nelle zone dell’intestino); gruppi vicino sono separati da regioni di oscillazioni modulate, o battimenti. Ora passiamo a discutere i fenomeni di sincronizzazione in grandi gruppi di oscillatori, ove ogni elemento interagisce con tutti gli altri. Questo è denotato da una interazione globale di tutti verso tutti. Come esempio rappresentativo abbiamo già citato il pulsare sincrono in una popolazione di lucciole. Un fenomeno molto simile, la auto organizzazione degli applausi di un grande uditorio, è probabilmente stato sperimentato da ciascuno di noi. In effetti, se l’uditorio è sufficientemente grande, si possono ascoltare spesso delle transizioni veloci (molti periodi di oscillazione) da rumore a un applaudire ritmico o quasi periodico. Questo succede quando la maggioranza del pubblico applaude all’unisono, o in sincronia. La interazione tra diversi elementi è determinata dal valore di interazione media. Infatti, ciascuna lucciola è influenzata dal campo luminoso della intera popolazione. Similmente, ogni persona che applaude sente il suono prodotto da tutte le altre persone nella sala. Quindi, possiamo dire che tutti gli elementi sono esposti ad una forza comune. Questa forza risulta dalla somma della uscita di tutti gli elementi. La ricerca sui fenomeni di sincronizzazione mette in luce inevitabilmente la determinazione dei principali meccanismi responsabili del comportamento collettivo sincrono tra i membri della popolazione. Per raggiungere una attività globale coerente, sono necessarie interazioni tra oscillatori elementari. La attività ritmica di ciascun elemento può essere dovuta a processi interni o a sorgenti esterne (eccitazioni esterne o stimoli). Anche se i processi interni responsabili della periodicità hanno origini fisiche o biochimiche diverse e possono essere molto complesse, si può pensare di comprendere l’essenza della sincronizzazione sulla base di pochi semplici principi. Quindi, gli oscillatori di un insieme globalmente accoppiato sono comandati da una forza comune. Chiaramente, questa forza può allineare molti oscillatori se le loro frequenze sono vicine. Il problema è che questa forza (il campo medio) non è predeterminata, ma sorge dalla interazione all’interno dell’insieme. Questa forza determina se il sistema si sincronizza, ma essa stessa dipende dalla loro oscillazione: è un tipico esempio di auto organizzazione.