Burstverhalten

BurstVerhalten bezeichnet ein Muster zeitlicher Ereignisse, bei dem mehrere schnelle Ereignisse in kurzen Intervallen auftreten und von längeren Perioden geringer Aktivität abgelöst werden. Der Begriff wird in deutschsprachigen Texten verwendet, um Burstiness oder Burstdynamik in komplexen Systemen zu beschreiben, in denen Aktivität ungleichmäßig und klumpig verteilt ist.

In der Neurobiologie beschreibt BurstVerhalten das Burstfeuern von Nervenzellen, bei dem eine Folge von Spikes in kurzer Zeit erfolgt und von längeren Ruhephasen gefolgt wird. Ähnliche Muster treten in Datenströmen von Netzwerken, in Sozial- und Biowissenschaften sowie in geophysikalischen Signalen auf, wo Aktivität in Clustern statt in gleichmäßigen Abständen auftritt.

Ursachen für BurstVerhalten variieren je nach System und reichen von externen Stimulationen, interner Rückkopplung, Ressourcenbeschränkungen bis hin zu Optimierungsprinzipien wie Effizienz in Informations- oder Energieübertragung. Typische Merkmale sind schiefe Inter-Event-Time-Verteilungen, burstige Größenverteilungen und potenziell langanhaltende Abhängigkeiten zwischen Ereignissen.

Zur Analyse werden Metriken wie Inter-Event Times, Burst-Größen, Burstiness-Parameter B, Fano-Faktor und Autokorrelation verwendet. Modelle umfassen Hawkes-Prozesse, Clusterprozesse und andere stochastische Modelle, die Ereignisse in zeitliche Burstfolgen einbetten.

Anwendungsrelevanz erstreckt sich über die Vorhersage und Planung von Ressourcen in IT-Infrastrukturen bis zur Interpretation neuronaler Codes, Epidemiologie oder Sozialverhalten. Herausforderungen bestehen in der konsistenten Definition von Burst, der Abhängigkeit von Messauflösung und der Verzerrung durch zeitliche Aggregation.

Weitere verwandte Begriffe sind Burstiness, Bursts, Hawkes-Prozesse, neuronale Bursting und Burst-Cluster-Modelle.