神经科学呼唤网络科学 | Barabási、Bianconi 等最新研究速递

导语

大脑是由数十亿神经元通过突触连接而成的复杂系统。网络科学提供了一套对复杂系统进行建模的工具，帮助我们跨尺度分析大脑的结构和功能数据。近日 Barabási、Bianconi 等人发表于 arXiv 的最新论文“神经科学需要网络科学”，探讨了将网络科学应用于神经科学的机遇和挑战。

关键词：网络科学，神经科学，复杂系统，大脑连接组，神经网络动力学

汪显意、刘培源 | 编译

论文题目：Neuroscience needs Network Science

论文来源：arxiv

论文链接：https://arxiv.org/abs/2305.06160v2

大脑是一个由无数相互作用元素组成的复杂系统，理解其结构、功能和动力学是重大的挑战。网络科学为整合多尺度数据和复杂性提供了一个框架，已经成为研究这个复杂系统的有力工具。

这篇论文的标题是“神经科学需要网络科学”。在文章中，作者们讨论了网络科学在大脑研究中的应用，涉及的主题包括：网络的模型和指标、连接组（connectome）以及神经网络中的动力学作用等。此外，整合多种数据流以理解从健康功能发育到疾病的神经转变十分重要，文章探讨了其中的机遇和挑战，并讨论了网络科学和神经科学界之间的合作潜力。

具体而言，网络科学和神经科学之间的联系主要体现在以下几个方面：

1.理解复杂系统：大脑是一个由数十亿细胞通过突触连接的复杂系统，不能仅通过研究单个组件来理解。网络科学作为研究复杂系统的强大工具，提供了一种框架，可以整合多尺度数据和复杂性，帮助我们理解大脑的结构、功能和动力学。

2.整合多尺度数据：网络科学可以帮助我们整合神经科学中的多尺度数据，理解神经网络从发育到健康功能到疾病的转变过程。

3.开发新的网络方法：通过网络科学和神经科学的联合努力，我们可以开发出针对神经回路的新颖网络方法，深入理解大脑及其功能。

4.促进跨学科合作：论文强调了通过资金倡议、研讨会和会议促进跨学科机会的重要性，以及支持对两个学科都感兴趣的学生和博士后研究员。

总的来说，网络科学和神经科学之间的联系在于，两者可以相互补充，共同推动对大脑的深入理解和研究。