Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Causality from phases of high-dimensional nonlinear systems

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985807%3A_____%2F25%3A00604108" target="_blank" >RIV/67985807:_____/25:00604108 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.ins.2024.121761" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.ins.2024.121761</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.ins.2024.121761" target="_blank" >10.1016/j.ins.2024.121761</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Causality from phases of high-dimensional nonlinear systems

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Detecting causal relations in large dynamical systems is a difficult endeavor. As system dimension increases only linear approaches can be used, under the not always reasonable assumption of linear dynamics, since applications of nonlinear approaches are computationally intractable. Herein we test our recently developed information theory-based approach for causality detection from phases, appropriate for time series that exhibit well-behaved oscillatory patterns, and we expand our previous analysis to large systems with intricate connection patterns. Other than periodic-like behavior, this approach does not require any assumptions and works well for large-dimensional systems. We assess its performance on artificial data from networks of 3 or 10 coupled Rössler oscillators and networks of 3 coupled Mackey-Glass equations. We then employ it to study the dynamics of the human brain in two test-cases, one of emotional state change in healthy subjects and one of pathological system change in epilepsy. In the course of our study, we identify some very interesting phenomena related to synchronization, which can lead any causality measure to failure. We finally discuss the steps needed to properly investigate causal relations, so that even if some real connections cannot be detected, at least false connections would not be inferred.

  • Název v anglickém jazyce

    Causality from phases of high-dimensional nonlinear systems

  • Popis výsledku anglicky

    Detecting causal relations in large dynamical systems is a difficult endeavor. As system dimension increases only linear approaches can be used, under the not always reasonable assumption of linear dynamics, since applications of nonlinear approaches are computationally intractable. Herein we test our recently developed information theory-based approach for causality detection from phases, appropriate for time series that exhibit well-behaved oscillatory patterns, and we expand our previous analysis to large systems with intricate connection patterns. Other than periodic-like behavior, this approach does not require any assumptions and works well for large-dimensional systems. We assess its performance on artificial data from networks of 3 or 10 coupled Rössler oscillators and networks of 3 coupled Mackey-Glass equations. We then employ it to study the dynamics of the human brain in two test-cases, one of emotional state change in healthy subjects and one of pathological system change in epilepsy. In the course of our study, we identify some very interesting phenomena related to synchronization, which can lead any causality measure to failure. We finally discuss the steps needed to properly investigate causal relations, so that even if some real connections cannot be detected, at least false connections would not be inferred.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10201 - Computer sciences, information science, bioinformathics (hardware development to be 2.2, social aspect to be 5.8)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GF21-14727K" target="_blank" >GF21-14727K: Struktury synchronizace v mnohorozměrných neurálních signálech: strojové učení a predikce účinnosti antidepresiv</a><br>

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2025

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Information Sciences

  • ISSN

    0020-0255

  • e-ISSN

    1872-6291

  • Svazek periodika

    697

  • Číslo periodika v rámci svazku

    April 2025

  • Stát vydavatele periodika

    NL - Nizozemsko

  • Počet stran výsledku

    19

  • Strana od-do

    121761

  • Kód UT WoS článku

    001409475600001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85212337184