Vähem on rohkem: tõhus aju struktuurne ja dünaamiline korraldus

Vähem on rohkem: aju tõhus struktuurne ja dünaamiline korraldus

Inimese aju teostab suure võimsusega arvutusi, kuid vajab vaid umbes 20 W vähendatud energiat, mis on palju vähem kui digitaalsetes arvutisüsteemides. Aju võrgu neuronilülidel on kogu maailmas õhuke, kuid teie piirkonnas kaasaskantavad modulaarsed topoloogilised omadused, mis minimeerib linkide arendamiseks täieliku allikate tarbimise. Iga aju närviraku teravik on õhuke ja ebaühtlane ning neuronipopulatsioonide kogutud laskmisel on teatud sünkroonimistase, mis arendab skaalavabade omadustega närvilavineid ja võrk suudab tundlikult reageerida välistele stimulatsioonidele. Siiski on endiselt ebaselge, kuidas aju raamistik ja dünaamilised kodud saavad ennast korraldada, et saavutada kulude tulemuslikkuse optimeerimine.

Hiljuti üritasid Junhao Liang ja Changsong Zhou Hongkongi baptisti ülikoolist ja Sheng-Jun Wang Shaanxi tavaülikoolist seda muret lahendada orgaanilise semantilise võrgu versiooni kaudu massiivse matemaatilise simulatsiooni kaudu, integreerituna ainulaadse keskmise välja mõistega. Oma uurimuses avaldati Riiklik teaduse ülevaadeuurisid nad ergutus-inhibeerimise tasakaalu neuronomaduste versiooni ruumivõrgus.

Uuringust selgus, et kui kogu maailmas on õhuke meelevaldselt ühendatud võrk (registreeritud õde) kujundatud palju loomulikumalt mõistlikuks moodulvõrguks (MN), siis on võrgu jooksev sissevool (närvirakkude tulistamise hind) ja selle struktuuriline ühendusekulu on mõlemad märkimisväärselt vähenenud; võrgu dünaamiline seadistus muutub alaks, mis lubab skaalavabu laviine (see tähendab kiireloomulisust), mis muudab võrgu väljastpoolsetele stimulatsioonidele reageerimisel palju delikaatsemaks.

Edasine hindamine avastas, et üksikute komponentide suurenenud lüli paksus kogu uuesti ühendamise protseduuri ajal on dünaamiliste muutuste moodustamiseks salajane: suurem võrgu topoloogiline suhe toob kaasa suurema dünaamilise suhte, mis muudab närvirakud naastude tulistamiseks palju kiiremaks. Kasutades ainulaadset ligikaudse keskmise välja kontseptsiooni, said kirjutajad üksiku komponendi makroskoopilised pindala valemid, paljastades, et komponendi paksuse suurenemine põhjustab närvivõtete hinna ja kauguse Hopfi kahestumiseni vähenemise. See selgitab hädavajalike laviinide arengut ja kõrgendatud tundlikkust välisele stimulatsioonile vähendatud laskmiskuludega. Mitme komponendi ühendamisel omandatud kombineeritud ostsillaatori versioon avalikustab lisaks dünaamilise nihke kogu esialgse võrgu uuesti ühendamise protseduuri jooksul.

Uuring näitas selgelt aju struktuursete ja dünaamiliste kodude kaasoptimeerimise kontseptsiooni (erinevalt kompromissist) ja annab ainulaadse arusaama aju kulutõhusast funktsionaalsest kontseptsioonist, mis pakub lisaks arusaamu aju motiveeritud arvutusvahendite stiilile.

Vähem on rohkem: aju tõhus struktuurne ja dünaamiline korraldus