Lebih sedikit lebih banyak: Organisasi struktural dan dinamis otak yang efisien

Lebih sedikit lebih banyak: organisasi struktural dan dinamis otak yang efisien

Otak manusia melakukan perhitungan berkapasitas tinggi, namun hanya membutuhkan daya energi yang sangat berkurang sekitar 20 W, yang jauh lebih sedikit daripada sistem komputer digital. Tautan saraf di jaringan otak memiliki kualitas topologi modular portabel yang tipis di seluruh dunia, yang secara signifikan meminimalkan asupan sumber lengkap untuk mengembangkan tautan. Lonjakan setiap sel saraf di otak tipis dan tidak rata, dan kumpulan populasi neuron memiliki tingkat sinkronisasi tertentu, mengembangkan longsoran saraf dengan kualitas bebas skala, dan jaringan dapat secara sensitif membalas rangsangan dari luar. Namun, masih belum jelas bagaimana kerangka kerja otak dan rumah dinamis dapat mengatur diri sendiri untuk mencapai optimalisasi bersama dalam kinerja pengeluaran.

Baru-baru ini, Junhao Liang dan Changsong Zhou dari Hong Kong Baptist University dan Sheng-Jun Wang dari Shaanxi Normal University mencoba menyelesaikan masalah ini melalui versi jaringan semantik organik melalui simulasi matematika masif, terintegrasi dengan evaluasi konsep medan rata-rata yang unik. Dalam tulisan studi penelitian mereka yang dirilis di Ulasan Sains Nasional, mereka memeriksa versi karakteristik saraf keseimbangan eksitasi-inhibisi pada jaringan spasial.

Studi penelitian mengungkapkan bahwa ketika jaringan tipis yang terhubung secara sewenang-wenang di seluruh dunia (Perawat Terdaftar) dibentuk kembali menjadi jaringan modular (MN) yang jauh lebih masuk akal, asupan berjalan jaringan (harga penembakan sel saraf) dan biaya strukturnya dari tautan keduanya sangat menurun; pengaturan dinamis jaringan berubah ke area yang memungkinkan longsoran bebas skala (yaitu, urgensi), yang membuat jaringan jauh lebih sensitif dalam bereaksi terhadap rangsangan luar.

Evaluasi lebih lanjut menemukan bahwa peningkatan ketebalan tautan komponen soliter selama prosedur pengkabelan ulang adalah rahasia untuk membuat perubahan dinamis: hubungan topologi jaringan yang lebih besar menghasilkan hubungan dinamis yang lebih besar, yang membuat sel-sel saraf menembakkan paku jauh lebih cepat. Dengan menggunakan konsep medan rata-rata perkiraan yang unik, penulis memperoleh rumus luas makroskopik dari komponen soliter, memperlihatkan bahwa peningkatan ketebalan komponen memicu pengurangan harga pemotretan saraf dan jarak ke bifurkasi Hopf dari sistem. Ini menjelaskan perkembangan longsoran penting dan peningkatan tingkat kepekaan terhadap rangsangan luar dengan pengurangan biaya pemotretan. Versi osilator gabungan yang diperoleh dengan menggabungkan beberapa komponen juga mengungkapkan pergeseran dinamis di seluruh prosedur pengkabelan ulang dari jaringan awal.

Studi penelitian dengan jelas mengungkapkan konsep mencapai optimalisasi bersama (sebagai lawan kompromi di antara) rumah struktural dan dinamis otak, dan memberikan pemahaman unik tentang konsep fungsional hemat biaya otak, yang juga menawarkan pemahaman dengan gaya alat komputasi yang dimotivasi oleh otak.

Lebih sedikit lebih banyak: organisasi struktural dan dinamis otak yang efisien