Emergence of dynamic properties in network hypermotifs

网络母题 复杂网络 计算机科学 网络科学 生物网络 网络分析 不断发展的网络 复杂系统 相互依存的网络 数据科学 编队网络 网络动力学 理论计算机科学 分布式计算 动态网络分析 分层网络模型 系统生物学 人工智能 生物 计算机网络 计算生物学 数学 万维网 工程类 离散数学 电气工程
作者
Miri Adler,Ruslan Medzhitov
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:119 (32) 被引量:14
标识
DOI:10.1073/pnas.2204967119
摘要

Networks are fundamental for our understanding of complex systems. The study of networks has uncovered common principles that underlie the behavior of vastly different fields of study, including physics, biology, sociology, and engineering. One of these common principles is the existence of network motifs—small recurrent patterns that can provide certain features that are important for the specific network. However, it remains unclear how network motifs are joined in real networks to make larger circuits and what properties emerge from interactions between network motifs. Here, we develop a framework to explore the mesoscale-level behavior of complex networks. Considering network motifs as hypernodes, we define the rules for their interaction at the network’s next level of organization. We develop a method to infer the favorable arrangements of interactions between network motifs into hypermotifs from real evolved and designed network data. We mathematically explore the emergent properties of these higher-order circuits and their relations to the properties of the individual minimal circuit components they combine. We apply this framework to biological, neuronal, social, linguistic, and electronic networks and find that network motifs are not randomly distributed in real networks but are combined in a way that both maintains autonomy and generates emergent properties. This framework provides a basis for exploring the mesoscale structure and behavior of complex systems where it can be used to reveal intermediate patterns in complex networks and to identify specific nodes and links in the network that are the key drivers of the network’s emergent properties.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
aaaaa完成签到,获得积分10
3秒前
tyy完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
vantlin关注了科研通微信公众号
9秒前
10秒前
megumin完成签到,获得积分20
12秒前
雪山飞鹰完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
内向尔安完成签到,获得积分10
13秒前
雪山飞鹰发布了新的文献求助30
15秒前
斯文败类应助kelexh采纳,获得30
18秒前
19秒前
请问发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
一定长完成签到 ,获得积分10
20秒前
小巧的牛排完成签到 ,获得积分10
21秒前
旭旭完成签到 ,获得积分10
21秒前
不去明知山完成签到 ,获得积分10
22秒前
ALY12345发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
29秒前
31秒前
32秒前
英俊的铭应助羟醛缩合采纳,获得10
35秒前
ohh完成签到,获得积分10
35秒前
kelexh发布了新的文献求助30
36秒前
37秒前
科目三应助ALY12345采纳,获得10
38秒前
顾矜应助内向尔安采纳,获得10
39秒前
善学以致用应助断章采纳,获得10
40秒前
41秒前
carl完成签到,获得积分10
41秒前
pluto应助Yunus采纳,获得20
41秒前
vantlin发布了新的文献求助10
41秒前
41秒前
42秒前
追寻的怜容完成签到 ,获得积分10
42秒前
42秒前
汉堡包应助阔达曲奇采纳,获得10
44秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3777977
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3323559
关于积分的说明 10214983
捐赠科研通 3038761
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1667645
邀请新用户注册赠送积分活动 798276
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758315