Im Gleichklang – neue Erkenntnisse zur Synchronisation in Netzwerken

Links: Ideales Influencer-Netzwerk mit drei Influencern (große Knoten), Mitte: Influencer-Netzwerk (Modell) mit 100 Influencern (rote Knoten), Rechts: Influencer-Netzwerk von politischen Blogs nach den US Präsidentschaftswahlen 2004 mit den 8 am stärksten verlinkten Seiten als Influencern.
Quelle: Dr. Ralf Tönjes

Netzwerke von schwingenden Systemen können durch Rauschen optimal synchronisiert werden. Ein internationales Forschungsteam um den Potsdamer Physiker Dr. Ralf Tönjes hat seine Erkenntnisse zu diesem neu entdeckten dynamischen Effekt kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Wechselwirkende, schwingende Systeme können ihre Frequenz und ihren Schwingungszustand aneinander angleichen. Schwingen viele Komponenten eines komplexen Systems im Gleichklang, spricht man von Synchronisation – ein Phänomen, das biologisch in der inneren Uhr oder den Zellen im schlagenden Herzen die Funktionalität überhaupt erst ermöglicht. Auch in Lasern oder Stromnetzwerken ist Synchronisation technisch gewollt, in anderen Bereichen jedoch nicht erwünscht und destruktiv, wie z.B. bei verschiedenen Erkrankungen des Nervensystems oder bei strukturellem Versagen von Bauwerken durch sich selbst verstärkende Schwingungen.

In ihrer Veröffentlichung beschreiben die Forschenden einen Effekt in Netzwerken schwingender Systeme, die über sogenannte Influencer verbunden sind. Influencer sind Knoten in Netzwerken mit großem dynamischen Einfluss und vielen Verbindungen, die unter bestimmten Bedingungen ein Netzwerk besser synchronisieren können. Dafür müssen sie einer Zufallskraft, sogenanntem Rauschen, mit optimaler Stärke ausgesetzt sein.

„In der Neurowissenschaft ist der förderliche Einfluss von Rauschen auf kognitive Prozesse seit langem unter dem Begriff Kohärenz-Resonanz bekannt. Der Mechanismus, den wir in unserer Arbeit beschreiben, ist jedoch neu und könnte eine wichtige Rolle in Netzwerken von Nervenzellen oder in Konsensmodellen zur Meinungsausbreitung spielen“, sagt der leitende Autor der Studie, Dr. Ralf Tönjes.

„Die neuen Erkenntnisse könnten dabei helfen, unser Verständnis von Synchronisation im Gehirn zu erweitern und neue Therapien für neuronale Erkrankungen wie z.B. Parkinson oder Epilepsie zu entwickeln oder Meinungsbildung in großen Gruppen über Influencer entweder gezielt zu beschleunigen oder Radikalisierung ggf. zu verhindern.“

Publikation: R. Tönjes, C.E. Fiore, T. Pereira, Coherence Resonance in Influencer Networks, Nature Communications 12, article 72 (2021) https://www.nature.com/articles/s41467-020-20441-4

Kontakt:
Dr. Ralf Tönjes, Institut für Physik und Astronomie, Tel.: 0331 977-5139, E-Mail: ralf.toenjes@uni-potsdam.de

Medieninformation 08-01-2021/ Nr. 002
Dr. Ralf Tönjes/Dr. Stefanie Mikulla

Universität Potsdam
Referat Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Am Neuen Palais 10
14469 Potsdam
Tel.: +49 331 977-1474
Fax: +49 331 977-1130
E-Mail: presse@uni-potsdam.de
Internet: www.uni-potsdam.de/presse

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Ralf Tönjes

Originalpublikation:

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20441-4

https://www.uni-potsdam.de/de/medieninformationen/detail/2021-01-08-im-gleichklang-neue-erkenntnisse-zur-synchronisation-in-netzwerken

Media Contact

Dr. Ralf Tönjes/Dr. Stefanie Mikulla Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Potsdam

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Herz-Kreislauf-Erkrankungen: Neues Computermodell verbessert Therapie

Mithilfe mathematischer Bildverarbeitung haben Wissenschafter der Forschungskooperation BioTechMed-Graz einen Weg gefunden, digitale Zwillinge von menschlichen Herzen zu erstellen. Die Methode eröffnet völlig neue Möglichkeiten in der klinischen Diagnostik. Obwohl die…

Teamarbeit im Molekül

Chemiker der Universität Jena erschließen Synergieeffekt von Gallium. Sie haben eine Verbindung hergestellt, die durch zwei Gallium-Atome in der Lage ist, die Bindung zwischen Fluor und Kohlenstoff zu spalten. Gemeinsam…

Älteste Karbonate im Sonnensystem

Die Altersdatierung des Flensburg-Meteoriten erfolgte mithilfe der Heidelberger Ionensonde. Ein 2019 in Norddeutschland niedergegangener Meteorit enthält Karbonate, die zu den ältesten im Sonnensystem überhaupt zählen und zugleich einen Nachweis der…

Partner & Förderer

Indem Sie die Website weiterhin nutzen, stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. mehr Informationen

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind so eingestellt, dass sie "Cookies zulassen", um Ihnen das bestmögliche Surferlebnis zu bieten. Wenn Sie diese Website weiterhin nutzen, ohne Ihre Cookie-Einstellungen zu ändern, oder wenn Sie unten auf "Akzeptieren" klicken, erklären Sie sich damit einverstanden.

schließen