Tóm tắt nghiên cứu

Trợ lý Giáo sư Kazuya Sawada của Khoa Kỹ thuật Thông tin, Khoa Kỹ thuật, Đại học Khoa học Tokyo, đã phát triển một bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp mới để phát hiện mối quan hệ nhân quả giữa các tế bào thần kinh chỉ sử dụng dữ liệu chuỗi tăng đột biến được ghi lại từ tế bào thần kinh

Tín hiệu xung (tín hiệu điện) được tạo ra bởi các tế bào thần kinh bắn được gọi là tăng đột biến Trong những năm gần đây, những gai này có thể được ghi nhận với độ chính xác cao và trong một khoảng thời gian nhất định Đây được gọi là một dòng Spike Sử dụng dữ liệu hồ sơ này từ chuỗi tăng đột biến, nghiên cứu đang tiến triển về cách các tế bào thần kinh kết nối và cách chúng làm việc cùng nhau Tuy nhiên, bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp ước tính nhân quả được đề xuất cho đến nay không phù hợp với các chuỗi tăng đột biến hoạt động theo cách hỗn loạn

bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp được phát triển lần này là một bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp mới có thể phát hiện các mối quan hệ nhân quả cho dữ liệu quá trình điểm*1, chẳng hạn như trình tự tăng đột biến và đặc biệt hiệu quả đối với các chuỗi tăng đột biến được tạo ra từ các hệ thống phi tuyến Kỹ thuật này cho phép chúng tôi ước tính không chỉ giải phẫu mà còn kết nối chức năng và hiệu quả cho nhiều tế bào thần kinh phức tạp

Bằng cách làm rõ sự kết nối giữa các tế bào thần kinh, người ta hy vọng rằng nó không chỉ có thể hiểu được các kết nối của các tế bào thần kinh chi tiết hơn, mà còn góp phần điều trị các rối loạn và bệnh tâm thần do các kết nối này gây ra

Phát hiện nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 28 tháng 7 năm 2025, Tạp chí quốc tếĐược xuất bản trực tuyến trong "Đánh giá vật lý E"Đã đọc

Bối cảnh nghiên cứu

Neurocytes liên quan đến nhiều tế bào thần kinh trong các mối quan hệ phức tạp và phản ứng với nhau để thực hiện một loạt các chức năng, nhưng mối quan hệ nhân quả giữa các tế bào thần kinh không được hiểu đầy đủ chi tiết Trong những năm gần đây, nghiên cứu đã tiến triển và nhiều dữ liệu được ghi lại về hoạt động xung, được gọi là trình tự tăng đột biến thần kinh, có thể được đo lường đồng thời Ước tính các mối quan hệ nhân quả từ dữ liệu trình tự tăng đột biến này đặc biệt hữu ích để làm rõ các cơ chế xử lý thông tin trong não Các bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp ước tính khác nhau đã được phát triển để làm rõ mối quan hệ nhân quả này

Tuy nhiên, cơ chế mà các chuỗi tăng đột biến được tạo ra là phi tuyến (không phải là một quy tắc đơn giản như mối quan hệ tuyến tính) và xử lý dữ liệu quá trình điểm bất thường với thời gian xuất hiện không thể thay đổi, do đó, bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp ước tính cho đến nay vẫn chưa đủ

Chi tiết kết quả nghiên cứu

bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp tạo ra mối quan hệ nhân quả giữa các thành phần hệ thống từ dữ liệu chuỗi thời gian là "nhân quả Granger (GC)" và "entropy truyền (TE)" Tuy nhiên, GC chủ yếu là một bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp phát hiện quan hệ nhân quả cho dữ liệu chuỗi thời gian với quan hệ nhân quả có thể tách rời tuyến tính và xử lý dữ liệu chuỗi thời gian với quan hệ nhân quả phi tuyến đã bị thách thức Hơn nữa, thách thức là TE yêu cầu một lượng lớn dữ liệu để tính toán phân phối xác suất và khi có sự khác biệt về thời gian (độ trễ) trong mối quan hệ nhân quả, thời gian tính toán sẽ rất lớn

Một kỹ thuật khác, "Ánh xạ chéo hội tụ (CCM)", cho phép dữ liệu phi tuyến và đòi hỏi một lượng dữ liệu tương đối nhỏ, làm cho mục đích "phát hiện các mối quan hệ nhân quả của các chuỗi tăng đột biến thể hiện hành vi phi tuyến"

112555_112639

Vì vậy, để cho phép CCM được áp dụng cho các chuỗi tăng đột biến, chúng tôi đã mở rộng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp để xử lý dữ liệu chuỗi thời gian của "Khoảng thời gian xen kẽ (ISI)", đó là khoảng thời gian giữa thời gian, thay vì ghi lại thời gian của các gai

Trong sự mở rộng của CCM sang khoảng thời gian tăng đột biến, để dự đoán chuỗi tăng đột biến của một nơ -ron, giờ đây có thể thiết lập mối quan hệ tương ứng tạm thời giữa dữ liệu ISI và phát hiện mối quan hệ nguyên nhân dựa trên độ chính xác của sự tương tự "bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp dữ liệu thay thế đôi"*2 đã được đưa vào độ chính xác dự đoán lẫn nhau của chuỗi tăng đột biến thu được theo cách này để kiểm tra xem có mối quan hệ nhân quả thực sự giữa các tế bào thần kinh hay không

Chúng tôi thấy rằng các mối quan hệ nhân quả có thể được phát hiện chính xác trên các chuỗi tăng đột biến được tạo ra bởi các mô hình toán học của một số lượng nhỏ các tế bào thần kinh (hai hoặc ba)

Điều này mở ra một con đường mới để phát hiện nhân quả các tế bào thần kinh thể hiện hành vi phi tuyến, cũng như phát hiện nguyên nhân giữa dữ liệu quá trình điểm được đo trong các khu vực khác thể hiện hành vi phi tuyến trước đây rất khó phân tích nguyên nhân

Triển vọng tương lai

bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp chúng tôi phát triển ngày nay có vấn đề với các chuỗi tăng đột biến được quan sát trong các tình huống thay đổi liên kết tế bào thần kinh theo thời gian và các chuỗi tăng đột biến hoàn toàn ngẫu nhiên và cần phải cải thiện hơn nữa Ngoài ra, trong thí nghiệm này, chúng tôi đã phát hiện mối quan hệ nhân quả giữa hai hoặc ba tế bào thần kinh, nhưng cũng thấy rằng khi chúng tôi cố gắng ước tính các mối quan hệ nhân quả cho một mạng lưới thần kinh lớn hơn, độ chính xác dự đoán lẫn nhau thu được bằng bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp đề xuất sẽ giảm, gây khó khăn cho việc ước tính các mối quan hệ nguyên nhân

Lần này chúng tôi đang nghiên cứu để ước tính mối quan hệ nhân quả một-một giữa các tế bào thần kinh, nhưng trong tương lai chúng tôi cũng đang xem xét phát hiện mối quan hệ nhân quả giữa nhiều tế bào thần kinh dựa trên lý thuyết mạng và các yếu tố khác

Trợ lý Giáo sư Sawada, người đã lãnh đạo nghiên cứu nhận xét: "Tôi quan tâm đến các mối quan hệ nhân quả giữa các sự kiện và đã tiến hành nghiên cứu về phát hiện nguyên nhân về dữ liệu chuỗi thời gian vì tôi là một sinh viên đại học và sinh viên bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp, liên kết hiệu quả có thể được ước tính không chỉ trong các thuật ngữ cấu trúc và giải phẫu

114446_114662

Thuật ngữ

*1

Dữ liệu quá trình điểm
Nếu xảy ra sự kiện, dữ liệu được ghi lại tại thời điểm xảy ra Không giống như dữ liệu chuỗi thời gian được ghi lại trong các khoảng thời gian thường xuyên, dữ liệu này được ghi lại trong các khoảng thời gian bất thường tùy thuộc vào thời gian khi một sự kiện xảy ra

*2

bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp dữ liệu thay thế Twin
Một bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp tạo dữ liệu sai phá hủy một phần thông tin thời gian của dữ liệu chuỗi thời gian, đồng thời bảo tồn các thuộc tính của hệ thống động phi tuyến tạo ra dữ liệu chuỗi thời gian ban đầu Bằng cách so sánh độ chính xác dự đoán của dữ liệu gốc được tạo bởi bóng đá tỷ lệ kèo nhà cái pháp này, có thể kiểm tra quan hệ nhân quả

Thông tin giấy

Tên tạp chí

Đánh giá vật lý E, Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ

Tiêu đề giấy

115623_115730

Tác giả

Kazuya Sawada, Yutaka Shimada, Tohru Ikeguchi

doi

101103/T2JB-VVX9