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November, 25th, 2020
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November, 18, 2020
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On Wednesday, 11 am ET
Organized by David Hansel, Ran Darshan
& Carl van Vreeswijk (1962-2022)
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About the Seminar
VVTNS is a weekly digital seminar on Zoom targeting the theoretical neuroscience community. Created as the World Wide Neuroscience Seminar (WWTNS) in November 2020 and renamed in homage to Carl van Vreeswijk in Memoriam (April 20, 2022), its aim is to be a platform to exchange ideas among theoreticians. Speakers have the occasion to talk about theoretical aspects of their work which cannot be discussed in a setting where the majority of the audience consists of experimentalists. The seminars are 45 min long followed by a discussion and are held on Wednesdays at 11 am ET. The talks are recorded with authorization of the speaker and are available to everybody on our YouTube channel.
To participate in the seminar you need to fill out a registration form after which you will
receive an email telling you how to connect.
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Giancarlo La Camera
Stony Brook University
May 27, 2026

Equilibrium Geometry and Chaotic Dynamics in
Large Recurrent Neural Networks
Large recurrent networks are important models in several fields, including neuroscience, machine learning, physics, and applied mathematics. Yet their dynamics are difficult to study directly, because high-dimensional nonlinear systems can exhibit rich behavior that is hard to summarize in terms of individual trajectories. In this talk, I will discuss an approach that seeks to understand such dynamics through the structure of the network’s equilibria. I will focus on a random balanced network of threshold-linear units that undergoes a transition from a single stable equilibrium to extensive chaos as the disorder strength crosses a critical value. Using a combination of Kac–Rice theory, replica calculations, numerical root-finding, and dynamical mean-field theory, we show that the chaotic regime contains an exponentially large number of equilibria. These equilibria are all saddles, but with only a fractionally small number of unstable directions. Surprisingly, despite the completely random connectivity, the equilibria are not scattered randomly through phase space. Instead, they are strongly correlated and confined to a comparatively small region. The chaotic attractor lies within this same region, suggesting a direct geometric link between the organization of unstable equilibria and the collective structure of the dynamics. This picture helps explain why networks with extensive chaos can nevertheless display dynamics dominated by a relatively small number of collective modes. More broadly, the results suggest that the geometry of equilibria provides a useful complementary perspective to dynamical mean-field theory for understanding high-dimensional neural dynamics.
Organizers


David Hansel
I am a theoretical neuroscientist at the National Center for Scientific Research in Paris, France and visiting professor at The Hebrew University in Jerusalem, Israel. I am mainly interested in the recurrent dynamics in the cortex and
basal ganglia.
Carl van Vreeswijk *
I am a theoretical neuroscientist working at the National Center for Scientific Research in Paris, France. My main interest is the dynamics of recurrent networks of neurons in the sensory system.
*deceased
Ran Darshan
I am a theoretical neuroscientist working at the Faculty of Medicine, the Sagol School of Neuroscience & the School of Physics and Astronomy at Tel Aviv University, Israel. I am interested in learning and dynamics of neural networks. My main goal is to achieve a mechanistic understanding of brain functions.

©2020 by WWTNS