Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğuladılar: Fizika nisbətən sadə sistemlərə ən asanlıqla tətbiq olunur: sarkaç, iki elektronun toqquşması və ya günəş sisteminin quruluşu. Lakin sistemlər mürəkkəbləşdikdə - bir çox hissəciklər bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, qazlar və mayelər kimi qatılaşdırılmış maddə sistemlərində və ya erkən kainatın kosmologiyasında - klassik və ya genişləndirilmiş orta sahə nəzəriyyəsi adlı bir texnikadan istifadə edərək sadələşdirmələr edilə bilər.
Prinston Universitetinin aparıcı müəllifi Luka Di Karlonun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu bioloji neyron şəbəkələrinə geniş orta sahə nəzəriyyəsini tətbiq edib. Onların işi Physical Review Letters jurnalında dərc olunub. Onlar müəyyən ediblər ki, orta sahə nəzəriyyəsinin ən sadə versiyaları bu şəbəkələrin fəaliyyətini dəqiq təsvir edə bilmir, lakin təkmilləşdirilmiş versiya bunu bacarır.
Çoxlu hissəcikləri olan bir sistemdə, məsələn, hər təpəsində hissəcikləri olan, hər biri kvant spininə malik olan iki ölçülü qəfəsdə (iki ölçülü Ising modeli) hər bir hissəcik şəbəkədəki bütün digərləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. Bu, modelin xassələri üçün tam bir həll əldə etmək üçün demək olar ki, həmişə çox əlverişsizdir, lakin hər bir spinin klassik orta sahə nəzəriyyəsi adlanan bütün şəbəkənin orta spini ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu fərz etməklə təxmini həll tapmaq olar. Genişlənmiş orta sahə nəzəriyyəsi, neyron fəaliyyət nümunələrinin ehtimal paylanması kimi sistemin quruluşu haqqında daha çox məlumatı əhatə edəcəkdir.
Sonuncu halda, sistemin dəyişənlərinin orta göstəricisi deyil, dalğalanmalar vacibdir. Neyronların fəaliyyət potensialı var - neyronun aksonu boyunca hərəkət edən sürətli elektrik impulsu, neyron hüceyrə orqanından uzanan uzun, nazik bir proyeksiya. Bu fəaliyyət potensialı neyronların, əzələlərin və bezlərin bir-biri ilə əlaqə saxlamasına imkan verir.
Bu siqnal binardır - hüceyrələr kiçik bir müddət ərzində elektrik sıçrayışı göndərirlər, ya da göndərmirlər. Beləliklə, istənilən vaxt neyronların yığılması Ising modelini təşkil edir. Bununla belə, qrup yazır: "Həqiqi neyronlar şəbəkəsində fəaliyyət nümunələri üçün ardıcıl orta sahə nəzəriyyəsi qurmaq təəccüblü dərəcədə çətindir." Onlar davam etdi: "Biz nəhayət, fərdi neyronların orta aktivliyinə və bir proyeksiya üzrə fəaliyyətin paylanmasına uyğun gələn genişləndirilmiş modellə uğur qazanırıq." İstənilən vaxt neyronlar şəbəkəsi xüsusi konfiqurasiyada olur, Ising modellərinin dili ilə desək, bəziləri “fırlanır” (hərəkət potensialı ilə), digərləri isə “aşağı fırlanır” (fəaliyyət potensialı yoxdur), hər bir neyron üçün bir binar imkan var.
Neyron şəbəkəsinin "vəziyyəti" bütün neyronların fərdi konfiqurasiyalarının spesifikasiyasıdır. Çoxlu mümkün vəziyyətlər var və hər bir konfiqurasiya müəyyən bir ehtimalla baş verir. Paylanmanın eksperimental olaraq müşahidə edilən orta fırlanma və hər hansı iki fırlanma arasında müşahidə edilmiş korrelyasiya olması lazım olduğunu nəzərə alaraq, bu imkanların necə paylandığını bilmək arzuolunandır.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
