Complex networks have complete subgraphs such as nodes, edges, triangles, etc., referred to as cliques of different orders. Notably, cavities consisting of higher-order cliques have been found playing an important role in brain functions. Since searching for the maximum clique in a large network is an NP-complete problem, we propose using k-core decomposition to determine the computability of a given network subject to limited computing resources. For a computable network, we design a search algorithm for finding cliques of different orders, which also provides the Euler characteristic number. Then, we compute the Betti number by using the ranks of the boundary matrices of adjacent cliques. Furthermore, we design an optimized algorithm for finding cavities of different orders. Finally, we apply the algorithm to the neuronal network of C. elegans in one dataset, and find all of its cliques and some cavities of different orders therein, providing a basis for further mathematical analysis and computation of the structure and function of the C. elegans neuronal network.


翻译:复杂的网络有完整的子集, 如节点、 边缘、 三角等, 被称为不同命令的晶体。 值得注意的是, 由更高顺序的晶体组成的孔在大脑功能中发挥了重要作用 。 由于在大型网络中搜索最大晶体是一个NP完整的问题, 我们提议使用 k- 核心分解来决定特定网络的可计算性, 但要使用有限的计算资源。 对于一个可计算网络, 我们设计一个搜索算法, 以查找不同命令的晶体, 同时也提供 Euler 特征编号 。 然后, 我们用相邻的晶体的边界矩阵的等级来计算贝蒂号 。 此外, 我们设计了一种优化算法, 以查找不同序列的孔。 最后, 我们将算法应用到一个数据集中的 C. elegans 的神经网络, 并查找其全部的晶体和其中不同顺序的孔, 为进一步进行数学分析和计算C. elgans 神经网络的结构和功能提供基础。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
专知会员服务
76+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
84+阅读 · 2020年12月5日
神经网络的拓扑结构,TOPOLOGY OF DEEP NEURAL NETWORKS
专知会员服务
31+阅读 · 2020年4月15日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
人工智能 | 国际会议信息6条
Call4Papers
4+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
人工智能 | ICAPS 2019等国际会议信息3条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年9月28日
人工智能 | COLT 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年9月21日
人工智能 | 国际会议截稿信息5条
Call4Papers
6+阅读 · 2017年11月22日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月18日
Arxiv
49+阅读 · 2020年12月16日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
【TED】生命中的每一年的智慧
英语演讲视频每日一推
9+阅读 · 2019年1月29日
人工智能 | 国际会议信息6条
Call4Papers
4+阅读 · 2019年1月4日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
人工智能 | 国际会议信息10条
Call4Papers
5+阅读 · 2018年12月18日
人工智能 | ICAPS 2019等国际会议信息3条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年9月28日
人工智能 | COLT 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年9月21日
人工智能 | 国际会议截稿信息5条
Call4Papers
6+阅读 · 2017年11月22日
【计算机类】期刊专刊/国际会议截稿信息6条
Call4Papers
3+阅读 · 2017年10月13日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员