Forskare förklarar hur man kan förstå det komplexa beteendet hos neurala nätverk

Ett team av forskare granskade i monografin tillämpningen av wavelet-analys för att studera olika

neurofysiologiska data - från inspelningardynamiken hos individuella neuroner till den kollektiva aktiviteten i hela hjärnans neurala nätverk. Wavelet-analys är ett alternativ till klassisk spektralanalys, men wavelets låter dig generalisera spektralanalysdata och överväga beteendet hos ett neuralt nätverk samtidigt på olika tidsskalor, framhäva det som är viktigast och eliminera onödiga rytmer och brus. Således visade forskarna hur det är möjligt att ta en ny titt på det komplexa beteendet hos neurala system på olika nivåer: från den mikroskopiska dynamiken hos enskilda nervceller, det vill säga analys av registreringar av aktiviteten hos enskilda neuroner, till den makroskopiska dynamik i globala neurala nätverk i hjärnan - analys av elektroencefalogram och magnetoencefalografidata.

Skapandet av wavelet teorin var en avde viktigaste händelserna inom matematiken under de senaste decennierna. Detta är förmodligen det enda konceptet som har använts inom nästan alla områden av grundläggande vetenskap från teorin om elementarpartiklar till biofysik och geofysik. Wavelets används ofta för bildigenkänning och komprimering, komplex signalanalys och syntes, studera turbulenta flöden, extrahera egenskaper från biologiska och medicinska data, etc.

Alexander Khramov, chef för laboratoriet för neurovetenskap och kognitiv teknologi vid Innopolis University

Boken innehåller de senaste ämnena som är relevantaför en bred publik som arbetar inom experimentell och beräknings neurovetenskap. Monografin innehåller 9 kapitel, de innehåller en matematisk introduktion till waveletanalys och en översikt över forskning inom detta nya ämne inom neurovetenskap: mikrodynamik med exempel på analys av enskilda neurons aktivitet med hjälp av wavelets, hybridmetoder baserade på wavelets och maskin inlärning, neuronal aktivitet och hjärnmikrodynamik med epileptisk aktivitet och mer.

Forskare skrev en bok baserad på resultatenegen forskning på området. 2015 publicerades den första upplagan av monografin i den andra upplagan, författarna uppdaterade informationen, reviderade de befintliga kapitlen och skrev nya, bland annat baserat på den forskning de utförde vid Innopolis University.

”Monografin kan användas som en lärobok föricke-specialister, doktorander och studenter. Boken är en viktig resurs för neurofysiologer, biofysiker och matematiker som är bekanta med icke-linjära dynamiska system och databehandling, liksom för doktorander som är specialiserade inom dessa och relaterade områden, ”tillade Alexander Khramov.

Läs mer

UAE testar konstgjord nederbördsteknik i 50-graders värme

Fysiker berättade vad som kommer att hända om månen närmar sig jorden

Utseendet på markväxter för 400 miljoner år sedan förändrade regleringen av jordens klimat