Less is more: de efficiënte structurele en dynamische organisatie van het brein

Less is more: de efficiënte structurele en dynamische organisatie van het brein

Het menselijk brein voert berekeningen met hoge capaciteit uit, maar heeft slechts een echt verminderd energievermogen van ongeveer 20 W nodig, wat veel minder is dan dat van digitale computersystemen. De neuronale schakels in het hersennetwerk hebben over de hele wereld dunne maar in uw gebied draagbare modulaire topologische eigenschappen, die de volledige broninname voor het ontwikkelen van de schakels aanzienlijk minimaliseert. De pieken van elke zenuwcel in de hersenen zijn dun en ongelijk, en het verzamelde schieten van de neuronale populaties heeft een bepaald niveau van synchronisatie, waarbij neurale lawines met schaalvrije eigenschappen worden ontwikkeld, en het netwerk kan gevoelig reageren op prikkels van buitenaf. Het is echter nog steeds onduidelijk hoe het hersenraamwerk en dynamische huizen zichzelf kunnen organiseren om hun co-optimalisatie in kostenprestaties te bereiken.

Onlangs probeerden Junhao Liang en Changsong Zhou van de Hong Kong Baptist University en Sheng-Jun Wang van de Shaanxi Normal University dit probleem op te lossen door middel van een organische semantische netwerkversie via massale wiskundige simulatie, geïntegreerd met een unieke gemiddelde-veldconceptevaluatie. In hun onderzoek studie schrijven uitgebracht in de National Science Review, onderzochten ze de versie van de excitatie-inhibitie-evenwicht neurale kenmerken op het ruimtelijke netwerk.

De onderzoeksstudie onthulde dat wanneer een dun willekeurig gekoppeld netwerk (Registered Nurse) over de hele wereld wordt omgevormd tot een veel natuurlijker redelijk modulair netwerk (MN), de lopende opname van het netwerk (zenuwcelopnameprijs) en de structuurkosten van de link zijn beide aanzienlijk verminderd; de dynamische setting van het netwerk verandert naar het gebied dat schaalvrije lawines mogelijk maakt (d.w.z. urgentie), waardoor het netwerk een stuk kwetsbaarder wordt in het reageren op prikkels van buitenaf.

Verdere evaluatie ontdekte dat de verhoogde verbindingsdikte van solitaire componenten tijdens de herbedradingsprocedure geheim is om de dynamische veranderingen te compenseren: een grotere netwerktopologische relatie zorgt voor een grotere dynamische relatie, waardoor zenuwcellen veel sneller spikes schieten. Met behulp van een uniek benaderend gemiddeld-veldconcept, verkregen de schrijvers de macroscopische oppervlakteformules van een eenzame component, waarmee werd aangetoond dat de toename van de componentdikte de verlaging van de neurale schietprijs en de afstand tot de Hopf-bifurcatie van het systeem veroorzaakt. Dit verduidelijkt de ontwikkeling van essentiële lawines en het verhoogde niveau van gevoeligheid voor stimulaties van buitenaf met verminderde schietkosten. De gecombineerde oscillatorversie die is verkregen door verschillende componenten te combineren, onthult bovendien de dynamische verschuiving tijdens de herbedradingsprocedure van het initiële netwerk.

De onderzoeksstudie onthulde duidelijk een concept van het bereiken van een co-optimalisatie van (in tegenstelling tot een compromis tussen) de structurele en dynamische huizen van de hersenen, en levert een uniek begrip op van het kostenefficiënte functionele concept van de hersenen, dat bovendien inzichten biedt naar de stijl van door de hersenen gemotiveerde rekenhulpmiddelen.

Less is more: de efficiënte structurele en dynamische organisatie van het brein