Das Gemälde Le bonheur de vivre von Henri Matisse (1869 – 1954) lässt sich als metaphorische Illustration von Korrelationen höherer Ordnung in neuronalen Netzen deuten: Neuronen können als Individuen, als Paare oder als dynamische Formation ("Tanz") in Gruppen aktiviert werden. Bildquelle: Wikimedia Commons
Stojan Jovanovic und Prof. Dr. Stefan Rotter vom Bernstein Center Freiburg und BrainLinks-BrainTools haben in ihrer jüngsten Simulationsstudie gezeigt, wie sich die Konnektivität der Synapsen auf Neuronen im Hinblick auf ihre sogenannten “third-order correlations” auswirkt und wie Neuronen ihre Aktionspotentiale vergleichbar zu Tänzern eines Formationstanzes synchronisieren. Mit Hilfe eines mathematischen Modells bekannt als der “Hawkes Process” konnten sie auch verstehen, wie die Struktur der Verbindungen die Aktivitätsdynamik von Gehirnnetzwerken bestimmen, was die Grundlage aller Hirnfunktionen einschließlich Sinneswahrnehmung, Bewegungssteuerung, und abstraktes Problemlösen darstellt.
Mehr über die koordinierte Aktivität von Knotenpunkten (“Tanzenden Neuronen”) in neuronalen Netzen herauszufinden ist von großer Bedeutung, da sie zur Erklärung des Verhaltens eines sehr komplexen Systems – unserem Gehirn – beiträgt.
Originalveröffentlichung:
Jovanović S, Rotter S (2016) Interplay between Graph Topology and Correlations of Third Order in Spiking Neuronal Networks. PLOS Comput Biol 12(6): e1004963. doi:10.1371/journal.pcbi.1004963