Lebih kurang lebih: Organisasi struktur dan dinamik otak yang cekap

Lebih kurang lebih: organisasi otak dan struktur yang cekap

Otak manusia melakukan perhitungan berkapasiti tinggi, namun hanya memerlukan tenaga yang sangat berkurang sekitar 20 W, yang jauh lebih sedikit daripada sistem komputer digital. Pautan neuron di rangkaian otak mempunyai tahap tipis di seluruh dunia namun kualiti topologi modular mudah alih di kawasan anda dapat mengurangkan pengambilan sumber yang lengkap untuk mengembangkan pautan tersebut. Lonjakan setiap sel saraf di otak tipis dan tidak rata, dan penembakan penduduk neuron yang terkumpul mempunyai tahap sinkronisasi tertentu, mengembangkan longsoran saraf dengan kualiti bebas skala, dan rangkaian dapat memberi respons sensitif terhadap rangsangan luar. Namun, masih belum jelas bagaimana kerangka otak dan rumah dinamik dapat mengatur sendiri untuk mencapai pengoptimuman bersama dalam prestasi perbelanjaan.

Baru-baru ini, Junhao Liang dan Changsong Zhou dari Universiti Baptist Hong Kong dan Sheng-Jun Wang dari Universiti Shaanxi Normal berusaha menyelesaikan masalah ini melalui versi rangkaian semantik organik melalui simulasi matematik besar-besaran, yang disatukan dengan penilaian konsep medan min yang unik. Dalam kajian penyelidikan mereka ditulis di Kajian Sains Negara, mereka meneliti versi ciri-ciri neural keseimbangan eksitasi-penghambatan pada rangkaian spasial.

Kajian penyelidikan mendedahkan bahawa apabila di seluruh dunia rangkaian yang dipaut secara tipis (Jururawat Berdaftar) dibentuk semula menjadi rangkaian modular (MN) yang jauh lebih wajar, pengambilan rangkaian (harga pengambilan sel saraf) dan struktur strukturnya kedua-duanya menurun; pengaturan dinamik rangkaian berubah ke kawasan yang memungkinkan longsoran bebas skala (iaitu, urgensi), yang menjadikan jaringan jauh lebih halus dalam bertindak balas terhadap rangsangan luar.

Penilaian lebih lanjut mendapati bahawa ketebalan pautan komponen tunggal sepanjang prosedur pendawaian semula adalah rahsia untuk membuat perubahan dinamik: hubungan topologi rangkaian yang lebih besar membawa hubungan dinamik yang lebih besar, yang menjadikan sel saraf untuk menembak lonjakan jauh lebih cepat. Dengan menggunakan konsep medan rata-rata yang unik, para penulis memperoleh rumus luas makroskopik komponen soliter, memperlihatkan bahawa peningkatan ketebalan komponen memicu penurunan harga pemotretan neural dan jarak ke bifurkasi sistem Hopf. Ini menjelaskan perkembangan longsoran penting dan peningkatan tahap kepekaan terhadap rangsangan luar dengan pengurangan perbelanjaan menembak. Versi pengayun gabungan yang diperoleh dengan menggabungkan beberapa komponen juga memperlihatkan pergeseran dinamik sepanjang prosedur pendawaian semula rangkaian awal.

Kajian penyelidikan dengan jelas mengungkapkan konsep untuk mencapai pengoptimuman bersama (berbanding dengan kompromi di antara) rumah struktur dan dinamik otak, dan memberikan pemahaman unik tentang konsep fungsional otak yang berfungsi dengan perbelanjaan, yang juga menawarkan pemahaman kepada gaya alat pengkomputeran yang bermotivasi otak.

Lebih kurang lebih: organisasi otak dan struktur yang cekap