Coarse graining and criticality in the human connectome
Notice bibliographique
Résumé
In the face of the stupefying complexity of the human brain, network analysis is a most useful tool that allows one to greatly simplify the problem, typically by approximating the billions of neurons making up the brain by means of a coarse-grained picture with a practicable number of nodes. But even such relatively small and coarse networks, such as the human connectome with its 100-1000 nodes, may present challenges for some computationally demanding analyses that are incapable of handling networks with more than a handful of nodes. With such applications in mind, we set out to study the extent to which dynamical behavior and critical phenomena in the brain may be preserved following a severe coarse-graining procedure. Thus we proceeded to further coarse grain the human connectome by taking a modularity-based approach, the goal being to produce a network of a relatively small number of modules. After finding that the qualitative dynamical behavior of the coarse-grained networks reflected that of the original networks, albeit to a less pronounced extent, we then formulated a hypothesis based on the coarse-grained networks in the context of criticality in the Wilson-Cowan and Ising models, and we verified the hypothesis, which connected a transition value of the former with the critical temperature of the latter, using the original networks. This preservation of dynamical and critical behavior following a severe coarse-graining procedure, in principle, allows for the drawing of similar qualitative conclusions by analyzing much smaller networks, which opens the door for studying the human connectome in contexts typically regarded as computationally intractable, such as Integrated Information Theory and quantum models of the human brain.
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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 | 0,009 |
| 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 ».