Nya resultat om KIPP-SUBnetzwerke: Verbote of Extreme förhållanden

Ett nytt sätt till extrema händelser som epileptiska anfall och klimatförändringar - University of Bonn

Forskning om extrema händelser i komplexa system är väsentlig, särskilt när det gäller möjliga katastrofala effekter på dessa system och deras miljö. Ett team från University of Bonn har utvecklat nya tillvägagångssätt för att bättre förstå och förutsäga kritiska övergångar. Dessa kritiska övergångar är oförutsägbara förändringar som ofta resulterar i djupa förändringar i systemets beteende.

Ett innovativt fokus för Bonn -forskarna är på undersökningen av så kallade "tipning av subnätverk", som fungerar som partiella strukturer inom komplexa nätverk. Dessa undernätverk erbjuder ett unikt perspektiv eftersom de fångar dynamiken i sina anslutningselement via feedback. En enda knut inom ett sådant undernätverk kan skapa en dominoliknande effekt som kan destabilisera hela nätverket. I sina interaktioner visar dessa speciella partiella strukturer en ökad mottaglighet för extrema förändringar, vilket gör dem särskilt intressanta för forskning.

Tillämpningen av dessa teoretiska begrepp ägde rum både i simuleringar och i analysen av hjärnaktiviteten hos personer med epilepsi. Här kan förändringar i integrationen av nätverkskomponenterna registreras som ger information om kommande epileptiska anfall. De använda centralitetsdimensionerna gör det möjligt att utvärdera vikten av enskilda noder och förstå deras roll i nätverket, vilket kan vara avgörande för tidig upptäckt av kritiska händelser.

Forskning kombinerar teoretiska fysiska begrepp med praktiska tillämpningar, vilket öppnar upp nya möjligheter för tidig identifiering av kritiska övergångar. Detta har inte bara potentiella effekter på medicinsk forskning, utan kan också ge relevanta resultat för klimatforskning. Utvecklingen av matematiska och fysiska modeller blir således ett viktigt ämne i undersökningen av komplexa system och deras dynamik.

Sammantaget visar denna tvärvetenskapliga strategi hur viktigt det är att ytterligare främja kombinationen av teori och praktik i forskning om kritiska övergångar. Kunskapen från Bonn kan avsevärt förbättra möjligheterna att förutsäga och förebygga extrema händelser i olika områden.