The Determining Role of Covariances in Large Networks of Stochastic Neurons
Notice bibliographique
Résumé
Biological neural networks are notoriously hard to model due to their stochastic behavior and high dimensionality. We tackle this problem by constructing a dynamical model of both the expectations and covariances of the fractions of active and refractory neurons in the network's populations. We do so by describing the evolution of the states of individual neurons with a continuous-time Markov chain, from which we formally derive a low-dimensional dynamical system. This is done by solving a moment closure problem in a way that is compatible with the nonlinearity and boundedness of the activation function. Our dynamical system captures the behavior of the high-dimensional stochastic model even in cases where the mean-field approximation fails to do so. Taking into account the second-order moments modifies the solutions that would be obtained with the mean-field approximation and can lead to the appearance or disappearance of fixed points and limit cycles. We moreover perform numerical experiments where the mean-field approximation leads to periodically oscillating solutions, while the solutions of the second-order model can be interpreted as an average taken over many realizations of the stochastic model. Altogether, our results highlight the importance of including higher moments when studying stochastic networks and deepen our understanding of correlated neuronal activity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,018 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».