复杂网络在社会系统、生物系统等领域得到广泛应用,脑网络就是一个典型的例子。脑中神经活动存在丰富的节律振荡。这些振荡的功能与产生机制尚不明确,但是种种迹象表明振荡的时空斑图与脑的信息处理紧密相关。研究复杂网络上振荡行为的时空斑图以及形成机制对于理解包括脑在内的复杂系统的功能有重要意义。本项目研究复杂网络上的振荡斑图动力学,包括可激发复杂网络上自持续振荡的理论研究,以及脑网络上自发活动的动力学的实证分析。在理论研究中,我们将考察可激发复杂网络上自持续振荡的可能斑图类型和形成机制,并寻找影响系统动力学的关键因素,对振荡进行有效调控;在实证分析中,我们将结合神经影像数据,分析人脑网络上血氧活动信号的自发振荡的动力学规律,并借鉴前期理论研究成果探讨脑网络上可能的斑图形态及自组织过程。这些研究将有利于人们进一步认识复杂系统中宏观行为和协同性涌现的微观机制,对理解脑的功能组织原则也有所启发。
英文主题词Complex networks;Pattern dynamics;Self-sustained oscillations;Brain networks;Structure-function relationship