Wetenschappers leggen uit hoe het complexe gedrag van neurale netwerken te begrijpen

Een team van wetenschappers besprak in de monografie de toepassing van waveletanalyse op de studie van verschillende

neurofysiologische gegevens - van opnamesde dynamiek van individuele neuronen tot de collectieve activiteit van het gehele neurale netwerk van de hersenen. Wavelet-analyse is een alternatief voor klassieke spectrale analyse, maar met wavelets kunt u spectrale analysegegevens generaliseren en tegelijkertijd het gedrag van een neuraal netwerk op verschillende tijdschalen bekijken, waarbij u benadrukt wat het belangrijkst is en onnodige ritmes en ruis worden geëlimineerd. Zo lieten de onderzoekers zien hoe het mogelijk is om met een frisse blik te kijken naar het complexe gedrag van neurale systemen op verschillende niveaus: van de microscopische dynamiek van individuele zenuwcellen, dat wil zeggen analyse van opnames van de activiteit van individuele neuronen, tot de macroscopische dynamiek van mondiale neurale netwerken van de hersenen - analyse van elektro-encefalogram- en magneto-encefalografiegegevens.

De creatie van de wavelettheorie was er één vande belangrijkste gebeurtenissen in de wiskunde van de afgelopen decennia. Dit is waarschijnlijk het enige concept dat in bijna alle gebieden van de fundamentele wetenschap is gebruikt, van de theorie van elementaire deeltjes tot de biofysica en de geofysica. Wavelets worden veel gebruikt voor beeldherkenning en -compressie, complexe signaalanalyse en -synthese, het bestuderen van turbulente stromingen, het extraheren van kenmerken uit biologische en medische gegevens, enz.

Alexander Khramov, hoofd van het Laboratorium voor Neurowetenschappen en Cognitieve Technologieën aan de Innopolis Universiteit

Het boek bevat de nieuwste onderwerpen die relevant zijnvoor een breed publiek werkzaam in experimentele en computationele neurowetenschappen. De monografie bevat 9 hoofdstukken, ze bevatten een wiskundige inleiding tot wavelet-analyse en een overzicht van onderzoek naar dit nieuwe onderwerp op het gebied van neurowetenschappen: microdynamica met behulp van het voorbeeld van het analyseren van de activiteit van individuele neuronen met behulp van wavelets, hybride benaderingen op basis van wavelets en machine leren, neuronale activiteit en hersenmicrodynamica met epileptische activiteit en meer.

Wetenschappers schreven een boek op basis van de resultateneigen onderzoek op dit gebied. In 2015 verscheen de eerste editie van de monografie; in de tweede editie hebben de auteurs de informatie bijgewerkt, de bestaande hoofdstukken herzien en nieuwe geschreven, onder meer op basis van het onderzoek dat ze aan de Innopolis University hebben uitgevoerd.

“De monografie kan worden gebruikt als leerboek voorniet-specialisten, afgestudeerde studenten en niet-gegradueerden. Het boek is een belangrijke bron voor neurofysiologen, biofysici en wiskundigen die bekend zijn met niet-lineaire dynamische systemen en gegevensverwerking, evenals voor afgestudeerde studenten die gespecialiseerd zijn in deze en aanverwante gebieden, "voegde Alexander Khramov eraan toe.

Lees verder

VAE test kunstmatige neerslagtechnologie in een hitte van 50 graden

Natuurkundigen vertelden wat er zal gebeuren als de maan de aarde nadert

Het verschijnen van terrestrische planten 400 miljoen jaar geleden veranderde de regulering van het klimaat op aarde