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Max-Planck-Forscher entdecken neuartige mathematische Objekte in Modellen neuronaler Netzwerke
Die Wahrnehmungs- und Gedächtnisleistungen des menschlichen Gehirns entstehen durch das Zusammenspiel von Millionen von Nervenzellen. Auch die Leistungen anderer biologischer Systeme beruhen auf dem Zusammenwirken einer großen Zahl dynamischer Elemente. Für das Verständnis solcher Systeme erlangt die Mathematik eine immer größere Bedeutung. Doch die Mathematisierung biologischer Probleme kann umgekehrt auch völlig neue mathematische Konzepte hervorbringen. Ein Team theoretischer Physiker am Göttinger Max-Planck-Institut für Strömungsforschung hat jetzt bei der Analyse des Zusammenspiels von Nervenzellen im Gehirn erstmals Objekte entdeckt, die in der Mathematik bislang unbekannt waren (Physical Review Letters 89:154105, 7. Okt. 2002 und Physical Review Letters 89:258701, 16. Dez. 2002). Diese so genannten instabilen Attraktoren geben komplexen Systemen eine bislang nicht gekannte Flexibilität und eröffnen neue Horizonte für die praktische Anwendung neuronaler Netze. Zudem gelang den Forschern erstmalig, die Dynamik in Netzwerken mit sehr komplizierter Verknüpfungsstruktur mathematisch exakt zu analysieren. Dabei stellte sich heraus, dass in ein und demselben Netzwerk - entgegen bisherigen Annahmen - sowohl eine sehr geordnete, zeitlich periodische, als auch eine ungeordnete, zeitlich irreguläre Aktivität auftreten kann.
http://www.mpg.de/pri03/pri0302.htm
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Biologie, Chemie, Informationstechnik, Mathematik, Physik / Astronomie
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
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