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Authors would like to thank Massimiliano Zanin, David Papo, Irene Sendina-Nadal, and Zhang Shenggui for many inspiring discussions. J. Y. acknowledges support from China Scholarship Council (No. 202106290085). Work partially supported by projects PGC2018101625-B-I00 (Spanish Ministry, AEI/FEDER, UE) and M1993 (URJC Grant). The usage of the resources, technical expertise, and assistance provided by the supercomputer facility CRESCO of ENEA in Portici (Italy) is also acknowledged.

Análisis de autorías institucional

Primo, EAutor o CoautorAleja, DAutor (correspondencia)Criado, RAutor o CoautorBoccaletti, SAutor o CoautorAlfaro-Bittner, KAutor o Coautor
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Artículo

Implementing and morphing Boolean gates with adaptive synchronization: The case of spiking neurons

Publicado en:Chaos Solitons & Fractals. 162 (112448): 112448- - 2022-09-01 162(112448), DOI: 10.1016/j.chaos.2022.112448

Autores: Yang, J; Primo, E; Aleja, D; Criado, R; Boccaletti, S; Alfaro-Bittner, K

Afiliaciones

CNR, Inst Complex Syst, Via Madonna Piano 10, I-50019 Sesto Fiorentino, Italy - Autor o Coautor
Inst Phys & Technol, Moscow 141701, Russia - Autor o Coautor
Northwestern Polytech Univ, Unmanned Syst Res Inst, Xian 710072, Shaanxi, Peoples R China - Autor o Coautor
Univ Rey Juan Carlos, Calle Tulipan S-N, Mostoles 28933, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Univ Rey Juan Carlos, Data Complex Networks & Cybersecur Res Inst, Madrid 28028, Spain - Autor o Coautor
Univ Rey Juan Carlos, Lab Math Computat Complex Networks & their Applica, Calle Tulipan S-N, Mostoles 28933, Madrid, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Boolean logic is the paradigm through which modern computation is performed in silica. When nonlinear dynamical systems are interacting in a directed graph, we show that computation abilities emerge spontaneously from adaptive synchronization, which actually can emulate Boolean logic. Precisely, we demonstrate that a single dynamical unit, a spiking neuron modeled by the Hodgkin-Huxley model, can be used as the basic computational unit for realizing all the 16 Boolean logical gates with two inputs and one output, when it is coupled adaptively in a way that depends on the synchronization level between the two input signals. This is realized by means of a set of parameters, whose tuning offers even the possibility of constructing a morphing gate, i.e., a logical gate able to switch efficiently from one to another of such 16 Boolean gates. Extensive simulations demonstrate the efficiency and the accuracy of the proposed computational paradigm.

Palabras clave
Adaptive synchronizationsBoolean gateBoolean logicBoolean logical gateBoolean logical gatesComputation abilityComputation theoryComputational unitsComputer circuitsDirected graphsDynamical systemsHodgkin-huxley modelsLogical gatesMorphingNonlinear dynamical systemsSilicaSpiking neuronesSpiking neuronsSynchronization

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Chaos Solitons & Fractals debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2022, se encontraba en la posición 1/56, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Physics, Mathematical. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

2025-05-06:

  • WoS: 1
  • Scopus: 1
  • OpenCitations: 1
Impacto y visibilidad social

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: China; Italy; Russia.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor () y Último Autor (Alfaro Bittner, Karin Patricia).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido González de la Aleja Gallego, David.