De zelfde regels van fysica die molecules aangezien zij van gas aan vloeistof condenseren, reglementeren of van vloeistof aan vast lichaam bevriezen, ben ook op de activiteitenpatronen van toepassing van neuronen in de menselijke hersenen.
De Universiteit van de wiskundige Jack Cowan zal van Chicago dit en verwant inzicht op de fysica van hersenenactiviteit deze week in Boston tijdens de jaarlijkse vergadering van de Amerikaanse Vereniging voor de Vordering van Wetenschap aanbieden.
„De Structuren die van een zeer groot aantal eenheden worden gebouwd kunnen scherpe overgangen van één staat aan een andere staat tentoonstellen, die de fysici faseovergangen,“ bovengenoemde Cowan, een Professor in Wiskunde en Neurologie in Chicago roepen. De „Vreemde en interessante dingen gebeuren in de buurt van een faseovergang.“
Wanneer de vloeistoffen faseovergangen ondergaan, verdampen zij in gas of vorst in ijs. Wanneer de hersenen een faseovergang ondergaan, beweegt het zich van willekeurige aan gevormde activiteit. De „hersenen veroorzaken onbeweeglijk willekeurige activiteit,“ bovengenoemde Cowan, of welke fysici „Brownbeweging.“ roepen
Hoewel de massa van zijn werk het afleiden van vergelijkingen impliceert, schakelen de bevindingen van Cowan goed met geproduceerde in laboratoriumgegevens over de hersenschors en de elektroencefalogrammen. Zijn recentste bevindingen tonen aan dat de zelfde wiskundige hulpmiddelenfysici gebruiken om het gedrag van subatomaire deeltjes te beschrijven en de dynamica van vloeistoffen en vaste lichamen nu op het begrip van kan worden toegepast hoe de hersenen zijn diverse ritmen produceren.
Deze omvatten de deltagolven die tijdens slaap worden geproduceerd, de alpha- golven van de visuele hersenen, en de gamma'sgolven, die tijdens het laatste decennium worden ontdekt, die met informatieverwerking verwant schijnen. De „rustende staat van hersenenactiviteit schijnt om een statistische structuur te hebben die van een bepaald soort faseovergang kenmerkend is,“ bovengenoemde Cowan. De „hersenen houden van daar te zitten omdat dat de plaats is waar de informatieverwerking.“ wordt geoptimaliseerd
Cowan organiseerde een zitting voor AAAS op Wiskunde en de Hersenen, die van 8:30 aan 10 a.m.EST Zaterdag, 16 Februari zullen plaatsvinden. Hij zal ook aan nieuws informerend op het onderwerp bij 3 p.m.EST Vrijdag, 15 Februari deelnemen. Het Aansluiten van bij hem zich bij beide gebeurtenissen zal wiskundige Nancy Kopell van de Universitaire en computerneuroloog Tomaso Poggio van Boston van Massachusetts Institute of Technology zijn.
In deze fase van zijn onderzoek, zei Cowan het voor hem voorbarig en speculatief zou zijn proberen om met elkaar in verband te brengen hoe de faseovergangen in de hersenen op neurologische voorwaarden of staten van menselijk bewustzijn zouden kunnen betrekking hebben. „Dat is voor de toekomst,“ hij zei.
Een Andere component van zijn recentste onderzoek is het dichte verband tussen spontane patroonvorming in hersenenkringen en in chemische reactienetwerken. In dit onderzoek, toont hij hoe de wiskunde kan helpen visuele hallucinaties verklaren en hoe de visuele schors zijn strepen verkreeg, die aan het naakte oog wanneer verwijderd uit aas zichtbaar zijn.