对称群分解揭示秀丽隐杆线虫神经连接组的结构-功能关系
无序系统与神经网络
2020-01-08 v1 群论
摘要
线虫秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的神经连接组已被完全绘制，然而尽管它是最小的连接组之一（302个神经元），解释连接组结构如何决定其功能的设计原理仍属未知。在此，我们在C. elegans的运动神经回路中发现对称性，每个对称性由其自身的对称群刻画，该对称群可分解为正规子群的直接积。这些正规子群的作用将连接组划分为与宽泛功能类别相匹配的神经元扇区。此外，对称原理预测在这些正规子群内部存在由非本原块构成的前馈与递归网络这一新颖的精细结构。这些块构成了由循环矩阵嵌套于分块循环矩阵的层级结构中的构造，其功能可借助负责信息快速处理的神经处理滤波器来理解。
引用
@article{arxiv.1908.10923,
title = {Symmetry group factorization reveals the structure-function relation in the neural connectome of Caenorhabditis elegans},
author = {Flaviano Morone and Hernan A. Makse},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.10923},
year = {2020}
}
备注
50 pages, 11 figures