写于 2017-08-07 02:25:09| 网上赌场网址大全| 股票

埃默里大学物理学家已经确定了一种可能有助于解释Zipf定律的机制 - 一种在不同系统中发现的独特行为模式,包括复杂的生物学行为

“物理评论快报”杂志正在发表他们的数学模型,这些模型证明当足够数量时Zipf定律如何自然而然地出现单位对系统中的隐藏变量做出反应“我们发现了一种方法,可以产生Zipf定律,而不需要微调,只需很少的假设,”埃默里大学的生物物理学家Ilya Nemenman说道,该研究的作者之一本文的共同作者包括普林斯顿大学的生物物理学家David Schwab和波士顿大学的Pankaj Mehta“我认为我们中的任何一个人都不会单独提出这种见解,”Nemenman说:“当我们遇到它时,我们试图解决一个无关的问题这是偶然性和我们所有不同经验和知识的结合“他们的发现,用萤火虫的神经数据验证对视觉信号的变化做出反应,可能具有普遍的应用“它是一种简单的机制,”Nemenman说“如果一个系统有一些隐藏的变量,许多单位,如40或50个神经元,被调整并响应变量,那么Zipf的法律将启动“这种洞察力可以帮助理解生物系统如何处理刺激例如,为了查明神经活动的故障,了解从正常运作的大脑记录的数据将是多么有用将是有用的就像“如果你观察到我们已经确定的Zipf法律机制的偏差,这可能是一个调查的好地方,”Nemenman说Zipf定律是一个神秘的数学原理,早在19世纪就注意到了,但是以20世纪的语言学家George Zipf命名他发现,如果你按照人气的顺序对一种语言中的单词进行排名,就会出现一种奇怪的模式:最流行的单词经常使用两次作为第二大最受欢迎的,和排名第三的单词的三倍,依此类推,同样的排名与频率规则也适用于许多其他社会系统,包括个人收入分配和城市规模,一些例外最近,实验室实验表明Zipf的幂律结构也适用于一系列自然系统,从细胞中的免疫受体的蛋白质序列到太阳的太阳耀斑的强度“当你看到它时,它很有趣在如此多样化的系统中出现这种现象让你想知道,“Nemenman说科学家们已经思考了Zipf定律的神秘几十年一些研究已经设法揭示了特定系统的特征如何使其成为Zipfian,而其他研究已经提出了广泛的机制产生类似的幂律,但需要一些微调来产生精确的Zipf定律“我所知道的唯一一个涵盖这两个区域的方法,”N emenman说:“它足够广泛,可以涵盖许多不同的系统,你不需要对它进行微调:它不需要你设置一些正确值的参数”这个数据来自生物物理学家Rob de Ruyter领导的实验

Nemenman作为一名研究生工作的人当他们看着这个世界过去的时候,Flies转向转子,数百次飞行反复经历的移动场景模拟了他们的自然飞行模式研究人员记录了与视觉相关的神经元飙升或被解雇所有数据集在几百微秒内基本匹配,表明苍蝇的神经元不是随机尖峰,而是像精确的编码机一样操作如果你认为神经元射击为“1”而神经元不射击为“0”,那么神经活动可以被认为是单词,由1和0组成当这些“单词”或单位随着时间的推移串联在一起时,它们就变成了“句子”神经ns正在将视觉刺激转化为信息单元,Nemenman解释说:“数据是我们阅读苍蝇视觉神经元传递给大脑其他部分的句子的一种方式”Nemenman和他的合着者重新审视了这只苍蝇“物理评论快报”中新论文的数据“我们试图了解物理系统中的普遍性或关键性思想与动物如何学习的神经实例之间是否存在关联,”他说,为了在飞行中导航,苍蝇的视觉神经元适应视觉信号的变化,如速度 当世界在苍蝇前移动得更快时,这些敏感的神经元会适应和重新调整这些适应性使苍蝇能够适应新的环境,就像我们自己的眼睛适应和重新调整当我们从黑暗的剧院移动到明亮的房间时“我们数学上显示,当你记录许多单位(如神经元)的活动时系统变成Zipfian,并且所有单位都响应同一个变量,“Nemenman说”Zipf定律将在一个只有系统的情况下发生40或50个这样的单位表明生物单位在某种意义上是特殊的 - 它们必须适应外界“研究人员提供数学模拟来支持他们的理论”我们不仅可以预测Zipf定律将在任何系统中出现它由许多响应可变外部信号的单元组成,“Nemenman说,”我们也可以告诉你开发Zipf定律需要多少单位,考虑到单个响应的变化多少单位“他们现在正在研究他们是否可以将他们的工作完整地圈出来,通过表明他们所识别的机制适用于语言中的Zipf定律”语言中的字母和单词是编码对随时间变化的事物的描述的序列,如故事中的情节线条,“Nemenman说”我希望找到一种模式,类似于当一只苍蝇在世界各地移动并且风景发生变化时,视觉神经元会如何发射