Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 46: Poster

DY 46.12: Poster

Donnerstag, 29. März 2001, 15:45–18:15, Foyer S\ 3

Selbstorganisierte-kritische neuronale Netzwerke — •Torsten Röhl und Stefan Bornholdt — Institut für Theoretische Physik, Universität Kiel, Leibnizstr. 15, 24098 Kiel

Eine bemerkenswerte Eigenschaft natürlicher Nervensysteme ist die robuste Stabilisierung von Aktivität und Vernetzungsgrad auf einem mittleren Niveau, das eine effiziente Informationsverarbeitung erlaubt. Einfache Modellsysteme zeigen, daß dies nicht selbstverständlich ist: Beispielsweise führt die Hebb’sche Lernregel geradewegs in die Vernetzungskatastrophe. Will man nicht auf einen zusätzlichen globalen Regelungsmechanismus zurückgreifen, der dies nach dem Thermostat-Prinzip behebt, stellt sich die Frage nach möglichen lokalen dynamischen Regeln, die diese Balance herstellen. Wir diskutieren einen lokalen Mechanismus der Selbstorganisation von Netzwerktopologien [1] im Kontext neuronaler Netzwerke und betrachten seine Dynamik in einem asymmetrischen diskreten neuronalen Netzwerk. Dabei beobachten wir, daß in asymmetrischen Netzwerken bereits eine verallgemeinerte Hebb’sche Regel zu einer Selbstorganisation des globalen Vernetzungsgrades führen kann.

[1] S. Bornholdt und T. Rohlf, Topological Evolution of Dynamical Networks: Global Criticality from Local Dynamics, Phys. Rev. Lett. 84 (2000) 6114.