Ruis bevordert informatie-overdracht in complexe netwerken

7 februari 2013

Het toevoegen van ruis en onzekerheid kan complexe netwerken beter laten functioneren. Dit onverwachte effect ontdekten Peter Sloot, hoogleraar Computational Science aan de UvA, en collega-wetenschappers van de Warsaw University of Technology. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het toonaangevende online tijdschrift 'Nature Science Reports'.

De wereld zit vol met netwerken, van moleculaire eiwitnetwerken tot aan sociale netwerken en door de mens gemaakte computernetwerken. Waarom lijkt de natuur, maar ook de mens, zich in netwerken te organiseren? Sloot leidt onderzoek naar het ontstaan en de evolutie van complexe netwerken. Hij richt zich op de vraag waarom complexe netwerken zo verrassend veel voorkomen in de natuur en zo stabiel lijken te zijn. Omdat wiskundige modellen hierbij niet gebruikt kunnen worden, kwamen Sloot en zijn Poolse collega’s op het idee om met behulp van computersimulatie te onderzoeken hoe complexe netwerken informatie verwerken.

Snellere en betere verwerking

Sloot licht hun ontdekking toe: ‘We stopten via computersimulatie informatie in een netwerk en berekenden vervolgens hoe goed die informatie in het netwerk werd doorgegeven. Toen we per ongeluk informatiepakketjes op hun weg binnen het netwerk verstoorden, bleek in sommige gevallen - afhankelijk van de structuur van het netwerk - de informatie juist sneller en beter verwerkt te worden. Zogeheten stochastische resonantie trad op.’  

Deze ontdekking wijst erop dat de informatieverwerking in dit soort netwerken op een natuurlijke manier relatief ongevoelig is voor ruis. Aangezien complexe netwerken in de gehele levende natuur een essentiële rol spelen, kan Sloots bevinding ook van belang voor een beter begrip van de evolutie in brede zin.

Publicatiegegevens

Agnieszka Czaplicka, Janusz A. Holyst & Peter M.A. Sloot: ‘Noise enhances information transfer in hierarchical networks’, in: Nature Scientific Reports, 5 februari 2013. DOI: 10.1038/srep01223

Gepubliceerd door  UvA Persvoorlichting