En ny måde at ekstreme begivenheder såsom epileptiske anfald og klimaændringer - University of Bonn

Forskning om ekstreme begivenheder i komplekse systemer er vigtig, især når det kommer til mulige katastrofale effekter på disse systemer og deres miljø. Et team fra University of Bonn har udviklet nye tilgange til bedre at forstå og forudsige kritiske overgange. Disse kritiske overgange er uforudsigelige ændringer, der ofte resulterer i dybe ændringer i systemets opførsel.

Et innovativt fokus for Bonn -forskerne er på undersøgelse af såkaldte "Tiping Subnetworks", der fungerer som delvise strukturer inden for komplekse netværk. Disse undernetværk tilbyder et unikt perspektiv, fordi de fanger dynamikken i deres forbindelseselementer via feedback. En enkelt knude inden for et sådant undernetværk kan skabe en domino -lignende effekt, der kan destabilisere hele netværket. I deres interaktioner viser disse specielle delvise strukturer en øget følsomhed for ekstreme ændringer, hvilket gør dem særlig interessante for forskning.

Anvendelsen af ​​disse teoretiske koncepter fandt sted både i simuleringer og i analysen af ​​hjernen aktivitet hos mennesker med epilepsi. Her kunne ændringer i integrationen af ​​netværkskomponenterne registreres, der giver information om de kommende epileptiske anfald. De anvendte centralitetsdimensioner gør det muligt at evaluere betydningen af ​​individuelle knudepunkter og forstå deres rolle inden for netværket, hvilket kan være afgørende for den tidlige påvisning af kritiske begivenheder.

Forskning kombinerer teoretiske fysiske begreber med praktiske anvendelser, der åbner nye muligheder for tidlig identifikation af kritiske overgange. Dette har ikke kun potentielle effekter på medicinsk forskning, men kan også give relevante fund for klimaforskning. Udviklingen af ​​matematiske og fysiske modeller bliver således et vigtigt emne i undersøgelsen af ​​komplekse systemer og deres dynamik.

Generelt viser denne tværfaglige tilgang, hvor vigtigt det er at fremme kombinationen af ​​teori og praksis i forskning i kritiske overgange. Viden fra Bonn kunne forbedre mulighederne for at forudsige og forebygge ekstreme begivenheder i forskellige områder.