Ученые создали программный пакет для анализа сложных сетей мозга и социальных взаимодействий

Ученые из Российского экономического университета имени Г.В. Плеханова (Москва) и Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) разработали и разместили в открытом доступе программный пакет для языка программирования Python. Этот пакет, как специализированный калькулятор, умеет анализировать взаимодействия между тремя и более объектами одновременно.

В основе разработки лежит метод Q-анализа — мощный математический аппарат, который, несмотря на свой потенциал, долгое время широко не использовался для анализа взаимодействий высокого порядка в сложных сетях, так как не было простых способов его применения. Новый пакет для Q-анализа делает доступными исследования сложных связей для широкого круга исследователей в нейронауках, социологии, биологии и других областях.

Исследователи показали, что предложенный инструмент позволяет различать сети с одинаковым количеством связей у узлов, но разной организацией. Например, в одной сети все связи могут идти от общего главного узла, а в другой они будут связаны в клубок без основного центра. Ученые протестировали алгоритм на международной базе данных соавторств по компьютерным наукам Coauthors DBLP за 1987, 2002 и 2017 годы и выявили структурные изменения в мировом научном сообществе. За три десятилетия международное и междисциплинарное сотрудничество стало намного шире, причем исследователи из разных областей все чаще объединялись в большие коллективы.

Еще одно применение пакет нашел в нейронауке. Авторы проанализировали с его помощью данные функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) пациентов с депрессивным расстройством, а также здоровых людей из контрольной группы. Инструмент помог выявить значительные нарушения в организации функциональных сетей мозга при исследуемых заболеваниях. Оказалось, что нейронные сети пациентов с депрессией слабее взаимодействуют между собой и работают в режиме разобщенности и изоляции.