| 第206行: |
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| | 假设{3,4}的Φ值更高,那么它就是该系统在这一尺度下的主复合体。 | | 假设{3,4}的Φ值更高,那么它就是该系统在这一尺度下的主复合体。 |
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| − | ==== [[连续]]系统的计算 ====
| + | === [[连续]]系统的计算 === |
| | 下面,为了展示<math>\phi</math>的计算,让我们考虑一个简化的[[连续]]模型,即一个线性[[动力学]]高斯[[噪声]]模型。例如,一个包含n个元素的孤立神经系统,这些元素可视为[[神经元]]组,其活动变量表示各组在数百毫秒内的放电率,彼此间的[[相互作用]]<ref name="Measuring_information_integration">{{cite journal|author1=Tononi G|author2=Boly M|author3=Massimini M|author4=Edelman D B|title=Measuring information integration|journal=PLOS Computational Biology|year=2016|volume=12|issue=3|page=e1004819|url=https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004819}}</ref>,我们可以用一个[[线性化]]的[[动力学]]对其进行描述: | | 下面,为了展示<math>\phi</math>的计算,让我们考虑一个简化的[[连续]]模型,即一个线性[[动力学]]高斯[[噪声]]模型。例如,一个包含n个元素的孤立神经系统,这些元素可视为[[神经元]]组,其活动变量表示各组在数百毫秒内的放电率,彼此间的[[相互作用]]<ref name="Measuring_information_integration">{{cite journal|author1=Tononi G|author2=Boly M|author3=Massimini M|author4=Edelman D B|title=Measuring information integration|journal=PLOS Computational Biology|year=2016|volume=12|issue=3|page=e1004819|url=https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004819}}</ref>,我们可以用一个[[线性化]]的[[动力学]]对其进行描述: |
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| 第229行: |
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| | 计算的,这里 I为[[单位矩阵]],A为系统的[[邻接矩阵]]。 | | 计算的,这里 I为[[单位矩阵]],A为系统的[[邻接矩阵]]。 |
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| − | ==== 八[[节点]]网络算例 ====
| + | === 八[[节点]]网络算例 === |
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| | 如图4a所示,存在一个由8个[[节点]]构成的网络。其中,[[节点]]1、2、3和4构成紧密连接的集团,[[节点]]5、6和7构成另一个集团,8号[[节点]]作为[[信号]]源,指向所有[[节点]]。[[节点]]状态受指向自身的网络邻居状态以及[[噪声]]变量R的影响。 | | 如图4a所示,存在一个由8个[[节点]]构成的网络。其中,[[节点]]1、2、3和4构成紧密连接的集团,[[节点]]5、6和7构成另一个集团,8号[[节点]]作为[[信号]]源,指向所有[[节点]]。[[节点]]状态受指向自身的网络邻居状态以及[[噪声]]变量R的影响。 |
| 第238行: |
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| | 从图中可知, <math>\phi</math>值最大的子网络是由[[节点]]1、2、3、4构成的彼此互联的社团,其 <math>\phi</math>值达到21比特。紧随其后的是者四个[[节点]]中的任意三个[[节点]]构成的子网络,它们的 <math>\phi</math>值相近,仅略低于四[[节点]]的社团。再之后是[[节点]]5、6、7构成的社团,其 <math>\phi</math>值略高于20。整个网络的 <math>\phi</math>值约为 7。而网络整体的 <math>\Phi</math>应取所有子网络中的最大 <math>\phi</math>值,即由[[节点]]1-4构成的子网络的21比特。 | | 从图中可知, <math>\phi</math>值最大的子网络是由[[节点]]1、2、3、4构成的彼此互联的社团,其 <math>\phi</math>值达到21比特。紧随其后的是者四个[[节点]]中的任意三个[[节点]]构成的子网络,它们的 <math>\phi</math>值相近,仅略低于四[[节点]]的社团。再之后是[[节点]]5、6、7构成的社团,其 <math>\phi</math>值略高于20。整个网络的 <math>\phi</math>值约为 7。而网络整体的 <math>\Phi</math>应取所有子网络中的最大 <math>\phi</math>值,即由[[节点]]1-4构成的子网络的21比特。 |
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| − | ==== 不同[[网络结构]]的 Φ 值 ====
| + | === 不同[[网络结构]]的 Φ 值 === |
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| | 在[[网络动力学]]([[因果机制]])不变的情况下,可比较不同[[网络结构]]对整体网络 <math>\Phi</math>值的影响。如图5所示,仅给出 <math>\Phi</math>值(因整个网络就是 <math>\phi</math>值最大的子网络),虚线对应[[因果]]瓶颈([[有效信息]]最小)的划分处。图A-E均由8个[[节点]]构成,图A为单链结构,图B是单链成环结构,图C为双链结构。从A 到C,Φ 值不断增加,在双向连接时达到最大,因为此时左右两部分信息流最大,[[节点]]更易形成一个整体。图D和图E呈现中心-外围的连接模式,Φ值较小,因其网络构成过于集中化。 | | 在[[网络动力学]]([[因果机制]])不变的情况下,可比较不同[[网络结构]]对整体网络 <math>\Phi</math>值的影响。如图5所示,仅给出 <math>\Phi</math>值(因整个网络就是 <math>\phi</math>值最大的子网络),虚线对应[[因果]]瓶颈([[有效信息]]最小)的划分处。图A-E均由8个[[节点]]构成,图A为单链结构,图B是单链成环结构,图C为双链结构。从A 到C,Φ 值不断增加,在双向连接时达到最大,因为此时左右两部分信息流最大,[[节点]]更易形成一个整体。图D和图E呈现中心-外围的连接模式,Φ值较小,因其网络构成过于集中化。 |
| | [[文件:整合信息论图2.png|无|缩略图|600x600像素|图5 五个不同的网络结构及其它们的φ值]] | | [[文件:整合信息论图2.png|无|缩略图|600x600像素|图5 五个不同的网络结构及其它们的φ值]] |
| | 从图5中可知,阴影部分为复形,每个组中都标出了Φ的值。图5的A-E代表不同的有向图结构:(A)有向路径、(B)单向环路、(C)双向环路、(D)扇出有向图(一对多的发散结构)、(E)扇入有向图(多对一的汇聚结构)。 | | 从图5中可知,阴影部分为复形,每个组中都标出了Φ的值。图5的A-E代表不同的有向图结构:(A)有向路径、(B)单向环路、(C)双向环路、(D)扇出有向图(一对多的发散结构)、(E)扇入有向图(多对一的汇聚结构)。 |
| − | ==== Φ 值最大化结构 ====
| + | === Φ 值最大化结构 === |
| | 固定[[节点]]数、[[动力学]]以及每个[[节点]]的[[连边]]总数,图4展示了使 <math>\Phi</math>值最大的八[[节点]][[网络结构]]。该网络连接紧密,看似随机却与随机[[连边]]网络有显著差异。其特征如下: | | 固定[[节点]]数、[[动力学]]以及每个[[节点]]的[[连边]]总数,图4展示了使 <math>\Phi</math>值最大的八[[节点]][[网络结构]]。该网络连接紧密,看似随机却与随机[[连边]]网络有显著差异。其特征如下: |
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