中文

神经元网络中的稳态临界性

适应与自组织系统 2022-02-14 v3 无序系统与神经网络 统计力学 神经元与认知

摘要

在自组织临界性(SOC)模型以及标准相变中,临界性仅在外场趋于零(h0h \to 0)时存在。考虑到自然系统很少满足此条件,这一限制对这些模型的解释力提出了挑战。此外,在地震、森林火灾与神经元网络等耗散系统模型中,并不存在如服从有限尺寸标度的干净幂律所表达的真正临界行为,而是一种称为“dirty”临界性或自组织准临界性(SOqC)的情形。此处,我们提出简单的稳态机制,促进神经元网络中耦合强度、增益与放电阈值的自组织。我们表明,在耦合强度与放电阈值动力学的时间尺度充分分离下,即便存在显著外部输入,也能达到并维持近临界性(SOqC)。放电阈值适应并抵消输入(hh减小至零)。类似机制可用于自旋系统与元胞自动机中的耦合与局部阈值,这可能带来在地震、森林火灾、恒星耀斑、投票与传染病建模中的应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.02718,
  title  = {Homeostatic Criticality in Neuronal Networks},
  author = {Gustavo Menesse and Bóris Marin and Mauricio Girardi-Schappo and Osame Kinouchi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.02718},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 7 figures