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21	Interplay of dynamics and network topology in systems of excitable elements Tomov, Petar Georgiev 22 March 2016 (has links) Wir untersuchen globale dynamische Phänomene, die sich von dem Zusammenspiel zwischen Netzwerktopologie und Dynamik der einzelnen Elementen ergeben. Im ersten Teil untersuchen wir relativ kleine strukturierte Netzwerke mit überschaubarer Komplexität. Als geeigneter theoretischer Rahmen für erregbare Systeme verwenden wir das Kuramoto und Shinomoto Modell der sinusförmig-gekoppelten "aktiven Rotatoren" und studieren das Kollektivverhalten des Systems in Bezug auf Synchronisation. Wir besprechen die Einschränkungen, die durch die Netzwerktopologie auf dem Fluss im Phasenraum des Systems gestellt werden. Insbesondere interessieren wir uns für die Stabilitätseigenschaften von Fluss-invarianten Polydiagonalen und die Entwicklungen von Attraktoren in den Parameterräume solcher Systeme. Wir untersuchen zweidimensionale hexagonale Gitter mit periodischen Randbedingungen. Wir untersuchen allgemeine Bedingungen auf der Adjazenzmatrix von Netzwerken, die die Watanabe-Strogatz Reduktion ermöglichen, und diskutieren verschiedene Beispiele. Schließlich präsentieren wir eine generische Analyse der Bifurkationen, die auf der Untermannigfaltigkeit des Watanabe-Strogatz reduzierten Systems stattfinden. Im zweiten Teil der Arbeit untersuchen wir das globale dynamische Phänomen selbstanhaltender Aktivität (self-sustained activity / SSA) in neuronalen Netzwerken. Wir betrachten Netzwerke mit hierarchischer und modularer Topologie , umfassend Neuronen von verschiedenen kortikalen elektrophysiologischen Zellklassen. Wir zeigen, dass SSA Zustände mit ähnlich zu den experimentell beobachteten Eigenschaften existieren. Durch Analyse der Dynamik einzelner Neuronen sowie des Phasenraums des gesamten Systems erläutern wir die Rolle der Inhibierung. Darüber hinaus zeigen wir, dass beide Netzwerkarchitektur, in Bezug auf Modularität, sowie Mischung aus verschiedenen Neuronen, in Bezug auf die unterschiedlichen Zellklassen, einen Einfluss auf die Lebensdauer der SSA haben. / In this work we study global dynamical phenomena which emerge as a result of the interplay between network topology and single-node dynamics in systems of excitable elements. We first focus on relatively small structured networks with comprehensible complexity in terms of graph-symmetries. We discuss the constraints posed by the network topology on the dynamical flow in the phase space of the system and on the admissible synchronized states. In particular, we are interested in the stability properties of flow invariant polydiagonals and in the evolutions of attractors in the parameter spaces of such systems. As a suitable theoretical framework describing excitable elements we use the Kuramoto and Shinomoto model of sinusoidally coupled “active rotators”. We investigate plane hexagonal lattices of different size with periodic boundary conditions. We study general conditions posed on the adjacency matrix of the networks, enabling the Watanabe-Strogatz reduction, and discuss different examples. Finally, we present a generic analysis of bifurcations taking place on the submanifold associated with the Watanabe-Strogatz reduced system. In the second part of the work we investigate a global dynamical phenomenon in neuronal networks known as self-sustained activity (SSA). We consider networks of hierarchical and modular topology, comprising neurons of different cortical electrophysiological cell classes. In the investigated neural networks we show that SSA states with spiking characteristics, similar to the ones observed experimentally, can exist. By analyzing the dynamics of single neurons, as well as the phase space of the whole system, we explain the importance of inhibition for sustaining the global oscillatory activity of the network. Furthermore, we show that both network architecture, in terms of modularity level, as well as mixture of excitatory-inhibitory neurons, in terms of different cell classes, have influence on the lifetime of SSA. Stabilität Clusterbildung aktive Rotatoren hexagonale Gitter neuronale Netzwerkmodelle selbstanhaltende Aktivität kortikale Oszillationen intrinsische neuronale Diversität chaotische neuronale Dynamik clustering stability active rotators hexagonal lattice neuronal network models self-sustained activity cortical oscillations intrinsic neuronal diversity chaotic neural dynamics 530 Physik 29 Physik, Astronomie ST 301 UG 3900 ddc:530
22	The interaction between prefrontal cortex and reward system in pathological gambling: evidence from neuroscientific data Quester, Saskia 11 December 2014 (has links) Pathologisches Glücksspiel (PG) ist eine psychiatrische Erkrankung, die gerade erst im DSM-5 der gleichen Kategorie wie substanzgebundene Suchterkrankungen zugeordnet wurde. Bildgebungsstudien zu Substanzabhängigkeit beobachteten funktionelle und strukturelle Veränderungen im präfrontalen Kortex (PFC) und mesolimbischen Belohnungssystem (d.h. Striatum). Für PG wurden ähnliche Veränderungen berichtet; jedoch gibt es kaum Studien, die sich mit verschiedenen Aspekten funktioneller und struktureller Korrelate in diesen Regionen beschäftigen. Diese Arbeit untersuchte PG Patienten, alkoholabhängige (AD) Patienten und Kontrollpersonen (HC) mit Magnetresonanztomografie. In Analyse I wurden funktionelle Gehirndaten während der Belohnungsaufgabe zwischen den drei Gruppen verglichen. In Analyse II wurde das Volumen grauer Substanz mit voxelbasierter Morphometrie und in Analyse III die intrinsische Gehirnaktivität mit einer seedbasierten funktionellen Konnektivitätsanalyse von PG Patienten und HC ausgewertet. Die Analysen ergaben veränderte Aktivierungen in frontostriatalen Arealen während der Verarbeitung von Verlustvermeidung für PG Patienten im Vergleich zu HC. PG Patienten unterschieden sich dabei in ihrer Aktivierung von AD Patienten während der Antizipation von Geldverlust. Weiterhin zeigten PG Patienten erhöhte Volumina grauer Substanz und eine erhöhte funktionelle Konnektivität in frontostriatalen Arealen im Vergleich zu HC. Die Ergebnisse liefern weitere Hinweise für eine veränderte Belohnungsverarbeitung in PG und betonen die Bedeutung der Verlustvermeidungsverarbeitung. Die Volumenveränderungen im und die erhöhte Konnektivität zwischen dem PFC and Belohnungssystem deuten auf eine veränderte Interaktion zwischen diesen Regionen hin. Da solche Veränderungen in kortikostriatalen Systemen Ähnlichkeiten zu denen in Substanzabhängigkeiten aufweisen, unterstützen die Ergebnisse die neue Klassifikation des PG im DSM-5. / Pathological gambling (PG) is a psychiatric disorder newly classified under the same category as substance use disorders in the DSM-5. Neuroimaging studies on substance-related addictions reported functional and structural changes in the prefrontal cortex (PFC) and the mesolimbic reward system (i.e., striatum). For PG, findings are not that extensive, but also demonstrate altered reward processing and prefrontal function. However, there is a lack of studies focusing on different aspects of functional and structural correlates within these areas in PG. This thesis investigated PG patients, alcohol dependent (AD) patients and healthy controls with magnetic resonance imaging (MRI). In analysis I, functional brain data of a reward paradigm was compared between the three groups. In analysis II, local gray matter volume of PG patients and controls was processed via voxel-based morphometry. Resting-state data of PG patients and controls was analyzed via seed-based functional connectivity in analysis III. Results revealed altered brain responses in fronto-striatal areas during loss avoidance processing in PG patients as compared to controls. Importantly, PG patients differed in their brain responses from AD patients during the prospect of monetary loss. Moreover, PG patients showed an increase in local gray matter volume and functional connectivity in frontal-striatal areas as compared to controls. Our results add further evidence for an altered reward processing in PG and underline the importance of loss avoidance processing. Moreover, our findings of volumetric alterations within and increased connectivity between PFC and reward system, suggest an altered interaction between these brain regions. Since such alterations in cortico-striatal circuits resemble those reported for substance-related addictions, our findings support the new classification of PG in the DSM-5. pathologisches Glücksspiel Sucht Belohnung Volumen grauer Substanz voxelbasierte Morphometrie intrinsische funktionelle Konnektivität ventrales Striatum präfrontaler Kortex gambling disorder addiction reward gray matter volume voxel-based morphometry resting-state functional connectivity ventral striatum prefrontal cortex 150 Psychologie 11 Psychologie CU 3500 CW 6940 CZ 1370 ddc:150
23	Structural and Magnetic Properties of the Glass-Forming Alloy Nd60Fe30Al10 / Mikrostrukturelle und magnetische Eigenschaften der glasbildenden Legierung Nd60Fe30Al10 Bracchi, Alberto 18 November 2004 (has links) No description available. 530 Physik RVI 210 RVS 100 RVT 240 Mathematics and Natural Science massive metallische Gläser hart magnetische Eigenschaften intrinsische Komposite Domänenwände Pinning Kornwachstum Phasenseparation (Entmischung) hochenergetische Röntgenbeugung bulk metallic glass hard magnetic properties intrinsic composites domain wall pinning coarsening phase separation high-energy X-ray diffraction 33.05 33.16 33.61 33.66 33.75
24	A plastic multilayer network of the early visual system inspired by the neocortical circuit Teichmann, Michael 25 October 2018 (has links) The ability of the visual system for object recognition is remarkable. A better understanding of its processing would lead to better computer vision systems and could improve our understanding of the underlying principles which produce intelligence. We propose a computational model of the visual areas V1 and V2, implementing a rich connectivity inspired by the neocortical circuit. We combined the three most important cortical plasticity mechanisms. 1) Hebbian synaptic plasticity to learn the synapse strengths of excitatory and inhibitory neurons, including trace learning to learn invariant representations. 2) Intrinsic plasticity to regulate the neurons responses and stabilize the learning in deeper layers. 3) Structural plasticity to modify the connections and to overcome the bias for the learnings from the initial definitions. Among others, we show that our model neurons learn comparable receptive fields to cortical ones. We verify the invariant object recognition performance of the model. We further show that the developed weight strengths and connection probabilities are related to the response correlations of the neurons. We link the connection probabilities of the inhibitory connections to the underlying plasticity mechanisms and explain why inhibitory connections appear unspecific. The proposed model is more detailed than previous approaches. It can reproduce neuroscientific findings and fulfills the purpose of the visual system, invariant object recognition. / Das visuelle System des Menschen hat die herausragende Fähigkeit zur invarianten Objekterkennung. Ein besseres Verständnis seiner Arbeitsweise kann zu besseren Computersystemen für das Bildverstehen führen und könnte darüber hinaus unser Verständnis von den zugrundeliegenden Prinzipien unserer Intelligenz verbessern. Diese Arbeit stellt ein Modell der visuellen Areale V1 und V2 vor, welches eine komplexe, von den Strukturen des Neokortex inspirierte, Verbindungsstruktur integriert. Es kombiniert die drei wichtigsten kortikalen Plastizitäten: 1) Hebbsche synaptische Plastizität, um die Stärke der exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen zu lernen, welches auch „trace“-Lernen, zum Lernen invarianter Repräsentationen, umfasst. 2) Intrinsische Plastizität, um das Antwortverhalten der Neuronen zu regulieren und damit das Lernen in tieferen Schichten zu stabilisieren. 3) Strukturelle Plastizität, um die Verbindungen zu modifizieren und damit den Einfluss anfänglicher Festlegungen auf das Lernergebnis zu reduzieren. Neben weiteren Ergebnissen wird gezeigt, dass die Neuronen des Modells vergleichbare rezeptive Felder zu Neuronen des visuellen Kortex erlernen. Ebenso wird die Leistungsfähigkeit des Modells zur invariante Objekterkennung verifiziert. Des Weiteren wird der Zusammenhang von Gewichtsstärke und Verbindungswahrscheinlichkeit zur Korrelation der Aktivitäten der Neuronen aufgezeigt. Die gefundenen Verbindungswahrscheinlichkeiten der inhibitorischen Neuronen werden in Zusammenhang mit der Funktionsweise der inhibitorischen Plastizität gesetzt, womit erklärt wird warum inhibitorische Verbindungen unspezifisch erscheinen. Das vorgestellte Modell ist detaillierter als vorangegangene Arbeiten. Es ermöglicht neurowissenschaftliche Erkenntnisse nachzuvollziehen, wobei es ebenso die Hauptleistung des visuellen Systems erbringt, invariante Objekterkennung. Darüber hinaus ermöglichen sein Detailgrad und seine Selbstorganisationsprinzipien weitere neurowissenschaftliche Erkenntnisse und die Modellierung komplexerer Modelle der Verarbeitung im Gehirn. info:eu-repo/classification/ddc/000 ddc:000 info:eu-repo/classification/ddc/004 ddc:004 info:eu-repo/classification/ddc/152 ddc:152 info:eu-repo/classification/ddc/153 ddc:153
25	En studie i elevmotivation genom självreglerande lärande som metod för inlärning i moderna språk / A study on Learner Motivation by means of Learner Autonomy as Studying Technique in Modern Language Learning Gehrke, Karina Wiebke January 2022 (has links) Onödiga språkvalsbyten i moderna språk kan anses vara resultat av motivationsbrist kopplat till intrycket att glädje i språkvalsstudier inte leder till gymnasiebehörighet. Denna studie ämnar undersöka och fördjupa kunskap om a) samband mellan självreglering och elevmotivation, samt b) samband mellan glädje och motivation. Hattie och Zierer (2019) konstaterar att mer självreglering leder till ökad elevmotivation. För att pröva om denna slutsats kan verifieras, genomfördes en empirisk studie med lärarintervjuer som besvarade följande fråga: Vad anser lärare är en bra återkoppling till eleverna? För att kunna nå en slutsats i frågan om samband mellan självreglering och elevmotivation etablerades först en definition av begreppet självreglering. I detta syfte användes en teori som står för uppsatsens analytiska ramverk. Ramverket baseras på författare som arbetar i linje med Richard M. Ryans och Edward L. Decis Self-Determination Theory (SDT). Då slutsatsen att mer självreglerande lärande leder till ökad elevmotivation inte kunde verifieras i min empiriska studie, genomfördes en noggrann litteraturstudie. Utifrån denna kunde jag sedan göra en analys av mina frågeställningar med anslutande diskussion. Resultatet antyder att lärare bör fokusera på elevmotivationens kvalitet, med den prototypiska intrinsiska motivationen som mål, för att kunna motverka motivationsbristen i skolan. I detta forskningsarbete kom jag dessutom fram till slutsatsen att en högre motivation i allra högsta grad kan leda till ett mer effektivt lärande i allmänhet. Nyckelord: effektivt lärande, elevmotivation, intrinsisk motivation, motivationsbrist, Self-Determination Theory, självreglering, återkoppling formative assessment learner autonomy Self-Determination Theory motivation language studies language learner autonomy SDT intrinsic motivation extrinsic motivation learning motivation self-regulation student motivation modern languages language learning formative feedback self-regulated learning effective learning task level process level self-regulation level feedback long-term goals learning goals high school eligibility curriculum primary school language choice multilingual society result-oriented curriculum learning system language skills curriculum in modern languages upper secondary school motivation difficulty motivation problem German lack of motivation planning phase implementation phase self-reflection phase metacognition metacognitive strategy metacognitive process thought process visible learning controlled learning autonomous self-regulation sense of autonomy social values personal values self-regulation style identified regulation integrated regulation SDT work method self-reflection goal setting learning activity formative Motivation im Unterricht Lernermotivation Autonomie Fremdsprachenunterricht Formative Diagnostik Lernerautonomie Lernmotivation Selbstregulation Autonomie Schülermotivation moderne Sprachen Sprachenlernen formative Beurteilung formatives Feedback selbstgesteuertes Lernen effektives Lernen Freude am Lernen Aufgabenebene Prozessebene Selbstregulationsebene Feedback Lernziele Lehrplan Grundschule mehrsprachige Gesellschaft ergebnisorientierter Lehrplan Lernsystem Sprachkompetenz Lehrplan in Moderne Sprachen Sekundarstufe II Motivationsschwierigkeit Motivationsproblem Fach Deutsch DaF Motivationsmangel Planungsphase Umsetzungsphase Selbstreflexionsphase Metakognition metakognitive Strategien metakognitiver Prozess Denkprozess sichtbares Lernen intrinsische Motivation extrinsische Motivation kontrolliertes Lernen autonome Selbstregulation Autonomiegefühl soziale Werte persönliche Werte Selbstregulationsstil identifizierte Regulation integrierte Regulation SDT Arbeitsmethode Selbstreflexion Zielsetzung Lernaktivität lärandemotivation självreglering autonomi elevmotivation moderna språk språkinlärning formativ bedömning formativ återkoppling självreglerande lärande effektivt lärande glädje i undervisning uppgiftsnivå processnivå självregleringsnivå återkoppling långsiktiga mål lärandemål gymnasiebehörighet läroplan språkvalslektion grundskola språkval flerspråkig samhälle resultatorienterad lärosystem språkkunskap kursplan i moderna språk högstadiet motivationssvårighet motivationsproblematik tyska motivationsbrist planeringsfas genomförandefas självreflektionsfas metakognition metakognitiv strategi metakognitiv process tankeprocess synligt lärande inneboende motivation yttre motivation kontrollerad autonom självreglering extrinsisk motivation intrinsisk motivation autonomikänsla sociala värden personliga värden självregleringsstil identifierad reglering integrerad reglering SDT arbetsmetod självreflektion målsättning inlärningsaktivitet formativ Learning Lärande

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