更改

=== 时空因果涌现 ===

=== 时空因果涌现 ===

一般而言，涌现可以在空间和时间上同时发生(图6)。如图5所示，图6A中9个类神经的微观元素遵循二阶马尔可夫机制，它们分别在两个微时间步([math]t_{-2}[/math], [math]t_{-1}[/math]和[math]t_0[/math], [math]t{+1}[/math])上整合输入和输出[类似NMDA受体更长的时间常数 (21)]。此外，在上面的例子中，在一个宏观元素中的微观成分是彼此不相连的，是因果上是完全等价的。为了证明这不是因果涌现的必要条件，在图6中，微观成分是完全连接的，并且是因果异质性的(未显示自连接)。所有成分自发活动(1)，具有非均匀概率:p(A/D/G) = 0.45;p(B/E/H) = 0.5;p(C/F/I) = 0.55。根据不同的组内和组间机制，将元素分为三组{ABC, DEF, GHI}：在每组内，如果组内连接之和Σ(intra) = 0(两个时间步)，所有元素保持为0(对于接下来的两个时间步)。然而，如果在两个时间步(同步活动爆发)中，与另外两组中的一组或两组的组间连接之和Σ(inter) = 6，则在接下来的两个时间步中，p(1)提高0.5(具有相同规则的空间系统的宏观和微观TPMs见图S2)。在宏观尺度SM(图6B)，三组神经元分组为宏观成分，两个微观时间步长([math]t_x[/math])被聚合为一个宏观时间步长([math]T_x[/math])。在神经学术语中，这些宏观成分可以表示具有三种状态的“微柱”:“抑制态inhibited”(所有微柱神经元在Tx时静默)，“感受态receptive”(部分在Tx时放电)或“爆发态bursting”(所有在Tx处放电)。宏观的因果相互作用可以总结如下:如果其中一个宏观成分处于抑制态，那么只有接收到一次放电burst才能转换到接受态或(不太可能的)爆发态;否则，它将一直保持抑制态。与前面的例子一样，粗粒化后有更高的[math]EI(S_M)[/math] = 3.51 bits，和[math]Eff(S_M)[/math] = 0.74，[[math]EI(S_m)[math] = 0.59 bits; [math]Eff(S_m)[/math] = 0.033]。在这种情况下，时空因果涌现[[math]CE(S)[/math] = 2.92 bits]是由于确定性的增加程度远超简并性轻微增加和状态集减小。

一般而言，涌现可以在空间和时间上同时发生(图6)。如图5所示，图6A中9个类神经的微观元素遵循二阶马尔可夫机制，它们分别在两个微时间步([math]t_{-2}[/math], [math]t_{-1}[/math]和[math]t_0[/math], [math]t{+1}[/math])上整合输入和输出[类似NMDA受体更长的时间常数 (21)]。此外，在上面的例子中，在一个宏观元素中的微观成分是彼此不相连的，是因果上是完全等价的。为了证明这不是因果涌现的必要条件，在图6中，微观成分是完全连接的，并且是因果异质性的(未显示自连接)。所有成分自发活动(1)，具有非均匀概率:p(A/D/G) = 0.45;p(B/E/H) = 0.5;p(C/F/I) = 0.55。根据不同的组内和组间机制，将元素分为三组{ABC, DEF, GHI}：在每组内，如果组内连接之和Σ(intra) = 0(两个时间步)，所有元素保持为0(对于接下来的两个时间步)。然而，如果在两个时间步(同步活动爆发)中，与另外两组中的一组或两组的组间连接之和Σ(inter) = 6，则在接下来的两个时间步中，p(1)提高0.5(具有相同规则的空间系统的宏观和微观TPMs见图S2)。在宏观尺度SM(图6B)，三组神经元分组为宏观成分，两个微观时间步长([math]t_x[/math])被聚合为一个宏观时间步长([math]T_x[/math])。在神经学术语中，这些宏观成分可以表示具有三种状态的“微柱”:“抑制态inhibited”(所有微柱神经元在Tx时静默)，“感受态receptive”(部分在Tx时放电)或“爆发态bursting”(所有在Tx处放电)。宏观的因果相互作用可以总结如下:如果其中一个宏观成分处于抑制态，那么只有接收到一次放电burst才能转换到接受态或(不太可能的)爆发态;否则，它将一直保持抑制态。与前面的例子一样，粗粒化后有更高的[math]EI(S_M)[/math] = 3.51 bits，和[math]Eff(S_M)[/math] = 0.74，[[math]EI(S_m)[/math] = 0.59 bits; [math]Eff(S_m)[/math] = 0.033]。在这种情况下，时空因果涌现[[math]CE(S)[/math] = 2.92 bits]是由于确定性的增加程度远超简并性轻微增加和状态集减小。

图6

图6

== 讨论 ==

== 讨论 ==