过去 40 年来,人们对大脑的分形结构和无标度动力学进行了广泛的研究。尽管取得了相当大的进展,但尚未形成全面的图景,需要进一步将其与大脑功能的机械解释联系起来。在这里,我们回顾了这些概念,从结构和功能的角度将不同组织层次的观察联系起来。我们认为,矛盾的是,从结构的角度来看,皮层电路的层次是最不为人理解的,而从动态的角度来看,皮层电路的层次可能是研究得最好的。我们进一步将关于无标度和分形性的观察与环境提供的约束的证据联系起来,这些约束可能解释了大脑中分形结构和无标度动力学的有用性。此外,我们讨论了行为表现出无标度特性的证据,这些特性很可能来自类似组织的大脑动力学,使生物体能够在具有相同组织原则的环境中茁壮成长。最后,我们回顾了分形性和无标度对大脑计算的功能影响的稀疏证据,并试图推测它们。这些特性可能赋予大脑超越当前神经计算模型的计算能力,并可能成为揭示大脑如何构建感知和产生行为的关键。
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