Application of symbolic dynamics to characterize coordinated activity in the context of biological neural networks

تولید الگوهای هماهنگ فعالیت در سیستم عصبی برای راندن رفتار پیچیده در حیوانات، هم مهره داران و هم بیضه ها ضروری است. در بسیاری از موارد، الگوهای ریتمیک فعالیتها نتیجه همکاری بین گروههای تعداد کمی از نورونهایی هستند که پویایی شبکه را در بر میگیرند. این الگوها اطلاعات را در مقیاس های فضایی و زمانی مختلف بر اساس قابلیت های وابسته به تاریخ دینامیک عصبی کدگذاری می کنند. در این کار، ما یک شبکه ساده عصبی، یک ژنراتور الگوی مرکزی، با شناسایی و مشخص کردن الگوهای دینامیکی که هماهنگی میان نورونهای تشکیل دهنده را تشکیل می دهند، تجزیه و تحلیل می کنیم. توصیف وضعیت هماهنگی مربوطه با هدایت تئوری دینامیک نماد کاربردی انجام می شود. ما نشان می دهیم که پویایی نمادین، تشخیص اتوماتیک رویدادهای معنی دار را با هزینه محاسباتی کم می پذیرد و به تجزیه و تحلیل هر دو پویایی عصبی فردی و جهانی کمک می کند. علاوه بر این، دینامیک نمادین می تواند برای محاسبه آنتروپی و تشخیص بین شبکه ها با همان توپولوژی، اما پویایی های مختلف برای گره های زیر استفاده می شود. نتایج به دست آمده در طول مقاله محدود به سیستم های ساده نیست، و روش پیشنهادی را می توان برای تعمیم نظارت و کنترل سیستم های بیولوژیکی پیچیده استفاده کرد.