Less is more: l'efficiente organizzazione strutturale e dinamica del cervello

Less is more: l'efficiente organizzazione strutturale e dinamica del cervello

Il cervello umano esegue calcoli ad alta capacità, ma ha solo bisogno di una potenza energetica davvero ridotta di circa 20 W, che è molto inferiore a quella dei sistemi informatici digitali. I collegamenti neuronali nella rete cerebrale hanno qualità topologiche modulari portatili e sottili in tutto il mondo, che riducono significativamente l'assunzione completa della fonte per lo sviluppo dei collegamenti. I picchi di ogni cellula nervosa nel cervello sono sottili e irregolari, e le riprese raccolte delle popolazioni neuronali hanno un particolare livello di sincronizzazione, sviluppando valanghe neurali con qualità senza scala e la rete può rispondere in modo sensibile alle stimolazioni esterne. Tuttavia, non è ancora chiaro come la struttura cerebrale e le case dinamiche possano auto-organizzarsi per raggiungere la loro co-ottimizzazione nelle prestazioni di spesa.

Recentemente, Junhao Liang e Changsong Zhou della Hong Kong Baptist University e Sheng-Jun Wang della Shaanxi Normal University hanno tentato di risolvere questo problema attraverso una versione di rete semantica organica tramite una massiccia simulazione matematica, integrata con un'unica valutazione del concetto di campo medio. Nel loro articolo di ricerca pubblicato in in Rassegna nazionale della scienza, hanno esaminato la versione delle caratteristiche neurali dell'equilibrio eccitazione-inibizione sulla rete spaziale.

Lo studio di ricerca ha rivelato che quando una rete sottile in tutto il mondo collegata arbitrariamente (Registered Nurse) viene rimodellata in una rete modulare (MN) molto più naturale e ragionevole, l'assorbimento di corrente della rete (prezzo di scatto delle cellule nervose) e la sua struttura di spesa di collegamento sono entrambi notevolmente diminuiti; l'assetto dinamico della rete cambia nell'area che consente valanghe libere da scaglie (cioè urgenza), il che rende la rete molto più delicata nel reagire agli stimoli esterni.

Un'ulteriore valutazione ha scoperto che l'aumento dello spessore del collegamento dei singoli componenti durante la procedura di ricablaggio è segreto per compensare i cambiamenti dinamici: una maggiore relazione topologica di rete determina una maggiore relazione dinamica, che rende le cellule nervose a sparare picchi molto più rapidamente. Utilizzando un concetto di campo medio approssimativo unico, gli autori hanno ottenuto le formule dell'area macroscopica di un singolo componente, esponendo che l'aumento dello spessore del componente innesca la riduzione del prezzo di scatto neurale e la distanza dalla biforcazione Hopf del sistema. Questo chiarisce lo sviluppo di valanghe essenziali e l'aumento del livello di sensibilità agli stimoli esterni con una spesa di tiro ridotta. La versione dell'oscillatore combinato acquisita combinando più componenti rivela inoltre lo spostamento dinamico durante la procedura di ricablaggio della rete iniziale.

Lo studio di ricerca ha chiaramente rivelato un concetto di realizzazione di una co-ottimizzazione (al contrario di un compromesso tra) le case strutturali e dinamiche del cervello e fornisce una comprensione unica del concetto funzionale economico del cervello, che offre inoltre comprensioni allo stile degli strumenti computazionali motivati ​​dal cervello.

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