Ένας νέος τρόπος για ακραία γεγονότα όπως οι επιληπτικές κρίσεις και η αλλαγή του κλίματος - Πανεπιστήμιο της Βόννης

Η έρευνα σε ακραία γεγονότα σε σύνθετα συστήματα είναι απαραίτητη, ειδικά όταν πρόκειται για πιθανές καταστροφικές επιπτώσεις σε αυτά τα συστήματα και το περιβάλλον τους. Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Βόννης έχει αναπτύξει νέες προσεγγίσεις για την καλύτερη κατανόηση και πρόβλεψη κρίσιμων μεταβάσεων. Αυτές οι κρίσιμες μεταβάσεις είναι απρόβλεπτες αλλαγές που συχνά οδηγούν σε βαθιές αλλαγές στη συμπεριφορά των συστημάτων.

Ένα καινοτόμο επίκεντρο των ερευνητών της Βόννης είναι η εξέταση του SO -Called "Tiping subnetworks", οι οποίες λειτουργούν ως μερικές δομές εντός σύνθετων δικτύων. Αυτά τα subnetworks προσφέρουν μια μοναδική προοπτική επειδή καταγράφουν τη δυναμική των στοιχείων σύνδεσης τους μέσω ανατροφοδότησης. Ένας ενιαίος κόμπος μέσα σε ένα τέτοιο υποδίκτυο μπορεί να δημιουργήσει ένα φαινόμενο που μπορεί να αποσταθεροποιήσει ολόκληρο το δίκτυο. Στις αλληλεπιδράσεις τους, αυτές οι ειδικές μερικές δομές δείχνουν αυξημένη ευαισθησία σε ακραίες αλλαγές, γεγονός που τις καθιστά ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες για την έρευνα.

Η εφαρμογή αυτών των θεωρητικών εννοιών πραγματοποιήθηκε τόσο σε προσομοιώσεις όσο και στην ανάλυση της εγκεφαλικής δραστηριότητας των ατόμων με επιληψία. Εδώ, θα μπορούσαν να καταγραφούν αλλαγές στην ενσωμάτωση των στοιχείων του δικτύου που παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις επερχόμενες επιληπτικές κρίσεις. Οι χρησιμοποιούμενες διαστάσεις κεντρικότητας καθιστούν δυνατή την αξιολόγηση της σημασίας των μεμονωμένων κόμβων και την κατανόηση του ρόλου τους στο δίκτυο, γεγονός που μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας για την έγκαιρη ανίχνευση κρίσιμων γεγονότων.

Η έρευνα συνδυάζει θεωρητικές φυσικές έννοιες με πρακτικές εφαρμογές, οι οποίες ανοίγουν νέες ευκαιρίες για την έγκαιρη αναγνώριση των κρίσιμων μεταβάσεων. Αυτό όχι μόνο έχει πιθανές επιπτώσεις στην ιατρική έρευνα, αλλά θα μπορούσε επίσης να παράσχει σχετικά ευρήματα για την έρευνα για το κλίμα. Η ανάπτυξη μαθηματικών και φυσικών μοντέλων γίνεται έτσι ένα βασικό θέμα στην εξέταση σύνθετων συστημάτων και της δυναμικής τους.

Συνολικά, αυτή η διεπιστημονική προσέγγιση δείχνει πόσο σημαντικό είναι να προωθηθεί περαιτέρω ο συνδυασμός της θεωρίας και της πρακτικής στην έρευνα σε κρίσιμες μεταβάσεις. Οι γνώσεις από τη Βόννη θα μπορούσαν να βελτιώσουν σημαντικά τις δυνατότητες πρόβλεψης και πρόληψης ακραίων γεγονότων σε διαφορετικούς τομείς.