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自组织临界性中尺度不变行为与节律行为的共存

无序系统与神经网络 2018-08-29 v2 适应与自组织系统

摘要

无标度行为以及振荡在许多自然系统的活动中频繁被观测到。一个重要的例子是哺乳动物大脑的皮层组织,其中两种现象同时被观测到。节律振荡以及临界(无标度)动力学被认为是健康大脑重要但理论上不相容的特征。受上述启发,我们研究在自组织临界性框架内无标度雪崩与节律行为共存的可能性。具体而言,我们在连续 Zhang 模型的局部阈值条件上添加振荡扰动,并刻画系统的后续活动。我们观测到嵌入在定义良好的雪崩中的规则振荡,这些雪崩展现出与观测到的神经元雪崩一致的无标度大小和持续时间。此类振荡的平均振幅被证明随频率增加而减小,这与真实大脑振荡一致。此外,研究表明振荡在临界点处获得最优放大,进一步为临界性的功能优势提供了证据。

关键词

引用

@article{arxiv.1807.07213,
  title  = {Coexistence of scale invariant and rhythmic behavior in self-organized criticality},
  author = {S. Amin Moosavi and Afshin Montakhab and Alireza Valizadeh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1807.07213},
  year   = {2018}
}

备注

6 pages, 3 figures to appear in Physical Review E