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人的大脑拥有无比强大的思考与运算能力,却仅需约20W的超低功率,能耗远远低于电子计算机。大脑网络“低能耗、高效率”的关键在于,神经连接在全局上稀疏,但在局部上紧密,形成模块化结构,进而改变动力学性质。近日,香港浸会大学物理系、非线性研究中心研究团队梁俊豪博士,王圣军教授(陕西师范大学)和周昌松教授通过大规模数值模拟,并结合新型平均场理论方法,仔细研究了空间网络上的兴奋-抑制平衡神经回路动力学模型。 研究揭示了大脑在结构和动力学两方面同时达到最优化的关键。清晰地给出了大脑结构与动力学性质相互作用,达至共同的效率最优化(而非两者的权衡)的准则,为理解生物大脑的高效运作原理,以及高性能类脑计算装置的设计提供了有力的支撑。相关成果发表于《国家科学评论》(National Science Review, NSR)上。