Boshqa odamlar bilan ritmda raqsga tushayotganingizda yoki tomoshabinlar orasida qarsak chalayotganingizda, sinxronlash sizni hayajonga solishi mumkin. O’t o’chiruvchilar ham o’rtoqlarni jalb qilish uchun kattaroq displey yaratish uchun chaqnash vaqtini birlashtirib, sinxronizatsiya quvonchini biladilar.

Sinxronizatsiya bizning tanamizda ham asosiy darajada muhimdir. Bizning yurak hujayralarimiz birgalikda uradi (hech bo’lmaganda ishlar yaxshi ketayotganda) va sinxronlashtirilgan elektr to’lqinlari miya hududlarini muvofiqlashtirishga yordam beradi , ammo miya hujayralarining haddan tashqari sinxronlanishi epileptik tutilishda sodir bo’ladi.

Sinxronizatsiya ko’pincha markaziy vaqt hisoblagichining ko’rsatmalariga rioya qilish orqali emas, balki o’z-o’zidan paydo bo’ladi. Bu qanday sodir bo’ladi? Sinxronizatsiya paydo bo’ladimi yoki yo’qmi va u qanchalik kuchli bo’lishini aniqlaydigan tizim haqida nima deyish mumkin?

Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalida chop etilgan yangi tadqiqotda biz tarmoqdagi sinxronizatsiyaning kuchi uning a’zolari o’rtasidagi aloqalar tuzilishiga bog’liqligini ko’rsatamiz – ular miya hujayralari, o’t o’chiruvchilar yoki raqqosalar guruhlari bo’ladimi.

Osilatorlar tizimi o’z harakatlarini sinxronlashtira oladimi yoki yo’qligini va bu sinxronizatsiya qanchalik kuchli bo’lishini o’lchash foydali bo’lishi mumkin. Sinxronizatsiyaning kuchi sinxronizatsiya buzilishlardan qanchalik yaxshi tiklanishi mumkinligini anglatadi.

Masalan, guruh raqsini olaylik. Bezovtalik bir kishining ba’zi qadamlarni noto’g’ri qila boshlaganligi bo’lishi mumkin. Odam o’z do’stlarini kuzatib, tezda tuzalib ketishi mumkin, hamma tuzalishidan oldin do’stlarini bir necha qadam tashlab yuborishi mumkin yoki eng yomon holatda bu shunchaki tartibsizlikka olib kelishi mumkin.

Sinxronlashtirilgan tizimlar kuchli, ammo uni ochish qiyin

Ikki omil birlashtirilgan osilatorlar to’plamidagi sinxronizatsiya qanchalik kuchli bo’lishini aniqlashni qiyinlashtiradi.

Birinchidan, kamdan-kam hollarda bitta osilator boshqaruvchi bo’lib, boshqalarga nima qilish kerakligini aytadi. Bizning raqs misolimizda, bu tempni o’rnatish uchun na musiqa, na etakchi raqqoslar borligini anglatadi.

Ikkinchidan, odatda har bir osilator tizimdagi bir nechta boshqa qurilmalarga ulanadi. Shunday qilib, har bir raqqosa faqat bir nechtasini ko’rishi va ularga munosabat bildirishi mumkin va hamma o’z belgilarini butunlay boshqa raqqosalar to’plamidan oladi.

Bu, masalan, turli hududlar o’rtasidagi aloqalarning murakkab tarmoq tuzilishi mavjud bo’lgan miyada.

Bu kabi haqiqiy murakkab tizimlar, bu erda markaziy yo’naltiruvchi signal bo’lmagan va osilatorlar murakkab tarmoqqa ulangan bo’lib, ular shikastlanishga juda chidamli va o’zgarishlarga moslashadi va turli o’lchamlarga osonlik bilan masshtablasha oladi.

Kuchli sinxronlash ko’proq sayr qilishdan kelib chiqadi

Bunday murakkab tizimlarning kamchiliklaridan biri olimlar uchundir, chunki ularni matematik jihatdan tushunish qiyin. Biroq, bizning yangi tadqiqotimiz bu jabhada sezilarli yutuqlarga erishdi.

Biz osilatorlar to’plamini bog’laydigan tarmoq tuzilishi ularni qanchalik yaxshi sinxronlashini nazorat qilishini ko’rsatdik. Sinxronizatsiya sifati tarmoqdagi “yurishlar” ga bog’liq bo’lib, ular ulangan osilatorlar yoki tugunlar orasidagi sakrashlar ketma-ketligidir.

Bizning matematikamiz “juftlashgan yurish” deb ataladigan narsalarni tekshiradi. Agar siz bitta tugundan boshlasangiz va ma’lum miqdordagi hops uchun tasodifiy tanlangan keyingi sakrash bilan ikkita yurish qilsangiz, ikkita yurish bir xil tugunda (bular konvergent yurishlar) yoki turli tugunlarda (divergent yurishlar) tugashi mumkin.

Biz tarmoqda tez-tez juftlashgan yurishlar divergent emas, balki konvergent bo’lishini aniqladik, tarmoqdagi sinxronizatsiya shunchalik yomon bo’ladi.

Ko’proq juftlashgan yurishlar konvergent bo’lsa, buzilishlar kuchayadi.

Bizning raqs misolimizda, bir kishi noto’g’ri qadam qo’yishi ba’zi qo’shnilarni yo’ldan ozdirishi mumkin, keyin esa o’z qo’shnilarining bir qismini yo’ldan ozdirishi mumkin va hokazo.

Potentsial buzilishlarning bu zanjirlari tarmoqdagi yurishga o’xshaydi. Agar bu tartibsizliklar bir nechta qo’shnilar orqali tarqalib, keyin bir kishiga yaqinlashsa, bu odam qo’shnilaridan biri g’ayrioddiy bo’lganidan ko’ra, sinxronlanmagan harakatlarni nusxalash ehtimoli ko’proq bo’ladi.

Ijtimoiy tarmoqlar, elektr tarmoqlari va boshqalar

Shunday qilib, ko’plab konvergent yurishlari bo’lgan tarmoqlar yomonroq sinxronizatsiyaga moyil. Bu epilepsiyadan qochadigan miya uchun yaxshi yangilik, chunki uning yuqori modulli tuzilishi konvergent yurishlarning yuqori qismini keltirib chiqaradi.

Buni ijtimoiy tarmoqlardagi aks-sado kamerasi fenomenida ko’rishimiz mumkin. O’z xabarlarini mustahkamlaydigan mahkam bog’langan kichik guruhlar o’zlarini yaxshi sinxronlashtirishi mumkin, ammo aholining kengroq qismidan ancha uzoqlashishi mumkin.

Bizning natijalarimiz turli xil tabiiy tarmoq tuzilmalarida sinxronizatsiya qanday ishlashini yangi tushunchaga olib keladi. U tarmoq tuzilmalarini yoki tarmoqlarga aralashuvni loyihalash nuqtai nazaridan, sinxronlashtirishga yordam berish (masalan, elektr tarmoqlarida) yoki sinxronizatsiyadan qochish uchun (masalan, miyada) yangi imkoniyatlar ochadi.

Bu murakkab tarmoqlarning tuzilishi ularning xatti-harakatlari va imkoniyatlariga qanday ta’sir qilishini tushunishimizda oldinga katta qadamdir.