Avalanches, branching ratios, and clustering of attractors in random Boolean networks and in the segment polarity network of<i>Drosophila</i>
Notice bibliographique
Résumé
We discuss basic features of emergent complexity in dynamical systems far from equilibrium by focusing on the network structure of their state space. We start by measuring the distributions of avalanche and transient times in Random Boolean Networks (RBNs) and in the \emph{Drosophila} polarity network by exact enumeration. A transient time is the duration of the transient from a starting state to an attractor. An avalanche is a special transient which starts as single Boolean element perturbation of an attractor state. Significant differences at short times between the avalanche and the transient times for RBNs with small connectivity $K$ -- compared to the number of elements $N$ -- indicate that attractors tend to cluster in configuration space. In addition, one bit flip has a non-negligible chance to put an attractor state directly onto another attractor. This clustering is also present in the segment polarity gene network of \emph{Drosophila melanogaster}, suggesting that this may be a robust feature of biological regulatory networks. We also define and measure a branching ratio for the state space networks and find evidence for a new time scale that diverges roughly linearly with $N$ for $2\leq K \ll N$. Analytic arguments show that this time scale does not appear in the random map nor can the random map exhibit clustering of attractors. We further show that for K=2 the branching ratio exhibits the largest variation with distance from the attractor compared to other values of $K$ and that the avalanche durations exhibit no characteristic scale within our statistical resolution. Hence, we propose that the branching ratio and the avalanche duration are new indicators for scale-free behavior that may or may not be found simultaneously with other indicators of emergent complexity in extended, deterministic dynamical systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».