Publication:
Studies on the interplay between the network architecture and the dynamical criticality of the brain

Placeholder

Departments

School / College / Institute

Program

Physics

KU-Authors

Roudakian, Kamyar Mohammadzadeh

KU Authors

Co-Authors

Authors

Advisor

Kabakçıoğlu, Alkan

YÖK Thesis ID

879469

Approval Date

Publication Date

Language

Type

Embargo Status

No

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Alternative Title

Beynin ağ mimarisi ve dinamik kritikliği arasındaki etkileşim üzerine çalışmalar

Abstract

The critical brain hypothesis is a theory in neuroscience that suggests that the brain operates near a critical point between stability and instability where quantities like information flow diverge. In this thesis, we explore the brain's functional robustness and how its critical behavior relies on the structural components of its network. We demonstrate that the critical behavior of the brain network is linked to its Laplacian spectrum. Furthermore, we show that the brain's architecture can be reconstructed using Laplacian-based information maximization rewiring steps, referred to as adaptive rewiring. Through adaptive rewirings, the brain network undergoes an entropic phase transition, which allows it to maximize its functional abilities. These findings suggest a profound connection between the brain's structural determinants and its operational efficacy at the edge of criticality.
Kritik beyin hipotezi, nörobilimde bir teoridir ve beynin kararlılık ve kararsızlık arasındaki kritik noktada işlediğini öne sürer; burada bilgi akışı gibi miktarlar ayrışır. Bu tezde, beynin işlevsel dayanıklılığını ve kritik davranışının ağının yapısal bileşenlerine bağlı olduğunu araştırıyoruz. Beyin ağının kritik davranışının, Laplacian spektrumuyla ilişkilendirildiğini gösteriyoruz. Dahası, beyin mimarisinin, Laplacian temelli bilgiyi en fazla artıran yeniden bağlama adı verilen adaptif yeniden bağlama adımları kullanılarak yeniden oluşturulabileceğini gösteriyoruz. Adaptif yeniden bağlamalar aracılığıyla, beyin ağı entropik bir faz geçişine girer ve işlevsel yeteneklerini maksimize etmesine izin verir. Bu bulgular, beynin yapısal belirleyicileri ile kritiklik kenarındaki işlevsel etkinliği arasında derin bir bağlantı önermektedir.

Source

Publisher

Koç University

Subject

Brain, Neurosciences, Brain, Neurosciences

Citation

Has Part

Source

Book Series Title

Edition

DOI

item.page.datauri

Link

Rights

restrictedAccess

Copyrights Note

© All Rights Reserved. Accessible to Koç University Affiliated Users Only!

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By

0

Views

0

Downloads