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神经编码,可判定性,以及凸性的一个新的局部障碍。 (英语) Zbl 1418.92023号

摘要:给定欧几里德空间中任意集的交集模式,欧几里得空间中是否存在具有相同交集的凸开集排列?这个问题本质上是组合和拓扑的,但其动机是神经科学。具体地说,我们对一种称为位置细胞的神经元感兴趣,当生物体位于称为位置场的特定区域(通常为凸面)时,位置细胞会精确地触发。因此,前面的问题可以改为:哪些神经代码,即神经活动模式,可以从凸开集集合中产生?为了解决这个问题,C.朱斯蒂V.伊茨科夫【神经计算26,编号112527–2540(2014;Zbl 1416.92012号)]证明了凸神经码不存在由码的单纯形复数拓扑定义的局部障碍。没有局部障碍是从形成良好覆盖的开放集产生代码的必要标准。在这里我们证明了这个准则也是充分的。因此,一个代码是否可以通过良好的覆盖来实现的问题简化为局部考虑。然而,从算法上来说,这个标准(证明代码非凸的方法)是不可行的:我们证明了好的覆盖决策问题是不可判定的。尽管如此,我们揭示了一种较强的局部阻塞类型,它阻止了代码的凸性,并证明了相应的决策问题是NP-hard。我们的证明使用组合和拓扑方法。

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92C20美元 神经生物学
05年4月15日 单形复形的组合方面
55单位10 代数拓扑中的单纯形集和复数
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参考文献:

[1] A.Bjoörner,{\it Topological methods},收录于《组合数学手册》(第2卷),R.L.Graham、M.Gro¨tschel和L.Lovaísz编辑,麻省理工学院出版社,阿姆斯特丹,1995年,第1819-1872页·Zbl 0851.52016号
[2] M.M.Cohen,{简单同伦理论课程},数学研究生教材10,Springer-Verlag,纽约,柏林,1973年·Zbl 0261.5709号
[3] J.Cruz、C.Giusti、V.Itskov和B.Kronholm,{关于开放和闭凸码},预印本,2016年·Zbl 1407.92031号
[4] C.Curto、E.Gross、J.Jeffries、K.Morrison、M.Omar、Z.Rosen、A.Shiu和N.Youngs,{什么使神经代码凸?},SIAM J.Appl。代数几何。,1(2017年),第222-238页·Zbl 1362.92012年
[5] C.Curto、V.Itskov、A.Veliz Cuba和N.Youngs,《神经环:分析神经代码内在结构的代数工具》,Bull。数学。《生物学》,75(2013),第1571-1611页·Zbl 1311.92043号
[6] M.Franke和S.Muthiah,{\it每一个二进制码都可以通过凸集}实现,应用进展。数学。,99(2018),第83-93页·兹比尔1391.94843
[7] R.Garcia、L.D.Garciía Puente、R.Kruse、J.Liu、D.Miyata、E.Petersen、K.Phillipson和a.Shiu,《神经理想的格罗布纳基》,国际。代数计算杂志。,28(2018),第553-571页·Zbl 1395.92013年
[8] C.Giusti和V.Itskov,{一层前馈网络的无功定理},神经计算。,26(2014年),第2527-2540页·Zbl 1416.92012号
[9] E.Gross、N.K.Obatake和N.Youngs,《神经理想和刺激空间可视化》,《应用进展》。数学。,95(2018年),第65-95页·Zbl 1382.92021
[10] A.Hatcher,{代数拓扑},剑桥大学出版社,剑桥,2002年·Zbl 1044.55001号
[11] M.Hoch、S.Muthiah和N.Obatake,《关于使用Toric理想识别(k)-感应穿孔码》,预印本,2018年。
[12] V.Itskov、A.Kunin和Z.Rosen,《超平面神经编码与极性复合体》,预印本,https://arxiv.org/abs/1801.02304, 2018. ·Zbl 1451.92019
[13] J.Jeffries、S.Gu¨ntu¨rku¨n和J.Sun,《神经理想的极化》,预印本,2017年·Zbl 1475.13036号
[14] R.Amzi Jeff和I.Novik,{凸并集表示性和凸码},预印本,2018年·Zbl 1473.05331号
[15] R.Amzi Jeffs、M.Omar、N.Suaysom、A.Wachtel和N.Youngs,{稀疏神经代码和凸性},预印本,2015年·Zbl 1412.52002号
[16] R.Amzi Jeff、M.Omar和N.Youngs,{保持神经理想的同态},J.Pure Appl。《代数》,222(2018),第3470-3482页·Zbl 1429.94086号
[17] C.Lienkaemper、A.Shiu和Z.Woodstock,《神经代码凸性的障碍》,《应用进展》。数学。,85(2017年),第31-59页·Zbl 1353.05132号
[18] A.Morvant,《强化神经理想与接受场之间的关系》,预印本,2018年·Zbl 1422.92028年
[19] R.Mulas和N.M.Tran,{连接神经代码的表征和最小嵌入},预印本,2017年。
[20] J.O'Keefe和J.Dostrovsky,《海马作为空间地图》,《自由运动大鼠单位活动的初步证据》,《大脑研究》,34(1971),第171-175页。
[21] Z.Rosen和Y.X.Zhang,{维1中的凸神经代码},预印本,2017年。
[22] T.B.Rushing,{拓扑嵌入},《纯粹与应用数学》52,学术出版社,纽约,伦敦,1973年·兹比尔0295.57003
[23] A.H.Stone,{超紧性和乘积空间},Bull。阿默尔。数学。《社会学杂志》,54(1948),第977-982页·Zbl 0032.31403号
[24] M.Tancer,{单形复形凸集的交集模式:综述},《几何图论的三十篇论文》,Springer,纽约,2013年,第521-540页·兹比尔1276.52010
[25] M.Tancer,{可折叠复合物的识别是NP-完全},离散计算。地理。,55(2016),第21-38页·Zbl 1335.68286号
[26] M.Tancer和D.Tonkonog,{良好覆盖的神经在算法上无法识别},SIAM J.Compute。,42(2013),第1697-1719页·Zbl 1277.05175号
[27] G.Wegner,{it Eigenschaften der Nerven homologisch-einfacher Familien im\(R^n)},博士论文,德国哥廷根大学,1967年(德语)。
[28] G.Wegner,{it d-塌陷与凸集族的神经},Arch。数学。(巴塞尔),26(1975),第317-321页·Zbl 0308.52005号
[29] A.Weil,评论。数学。帮助。,26(1952年),第119-145页·Zbl 0047.16702号
[30] J.H.C.Whitehead,{单纯形空间,核和m-群},Proc。伦敦数学。Soc.(2),45(1939),第243-327页。
[31] R.Williams,{网格上的强最大相交完备神经代码是凸的},Appl。数学。计算。,336(2018),第162-175页·Zbl 1427.52003年
[32] E.C.塞曼,《论笨蛋帽子》,《拓扑学》,第2卷(1963年),第341-358页·Zbl 0116.40801号
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