En ny vei til ekstreme hendelser som epileptiske anfall og klimaendringer - University of Bonn

Forskning på ekstreme hendelser i komplekse systemer er viktig, spesielt når det gjelder mulige katastrofale effekter på disse systemene og deres miljø. Et team fra University of Bonn har utviklet nye tilnærminger for å bedre forstå og forutsi kritiske overganger. Disse kritiske overgangene er uforutsigbare endringer som ofte resulterer i dype endringer i atferden til systemer.

Et innovativt fokus for Bonn -forskerne er på undersøkelsen av så -kalt "tipende undernettverk", som fungerer som delvise strukturer i komplekse nettverk. Disse undernettverkene tilbyr et unikt perspektiv fordi de fanger dynamikken i tilkoblingselementene sine via tilbakemelding. En enkelt knute i et slikt undernettverk kan skape en domino -lignende effekt som kan destabilisere hele nettverket. I sine interaksjoner viser disse spesielle delvise strukturene økt mottakelighet for ekstreme endringer, noe som gjør dem spesielt interessante for forskning.

Anvendelsen av disse teoretiske begrepene fant sted både i simuleringer og i analysen av hjerneaktiviteten til mennesker med epilepsi. Her kan endringer i integrasjonen av nettverkskomponentene registreres som gir informasjon om kommende epileptiske anfall. Sentralitetsdimensjonene som brukes gjør det mulig å evaluere viktigheten av individuelle noder og å forstå deres rolle i nettverket, noe som kan være avgjørende for tidlig oppdagelse av kritiske hendelser.

Forskning kombinerer teoretiske fysiske konsepter med praktiske anvendelser, som åpner for nye muligheter for tidlig identifisering av kritiske overganger. Dette har ikke bare potensielle effekter på medisinsk forskning, men kan også gi relevante funn for klimaforskning. Utviklingen av matematiske og fysiske modeller blir dermed et sentralt tema i undersøkelsen av komplekse systemer og deres dynamikk.

Totalt sett viser denne tverrfaglige tilnærmingen hvor viktig det er å fremme kombinasjonen av teori og praksis i forskning på kritiske overganger. Kunnskapen fra Bonn kan forbedre mulighetene for å forutsi og forebygge ekstreme hendelser i forskjellige områder betydelig.