Le stesse norme di fisica che governano le molecole mentre condensano da gas a liquido, o congeli da liquido al solido, egualmente si applicano ai reticoli di attività dei neuroni nel cervello umano.
Il matematico Jack Cowan dell'Università di Chicago offrirà il questo e le comprensioni relative sulla fisica di attività di cervello questa settimana a Boston nel corso della riunione annuale dell'Associazione Americana per l'Avanzamento di Scienza.
“Le Strutture sviluppate da un grandissimo numero di unità possono esibire le transizioni marcate da uno stato ad un altro stato, che i fisici chiamano transizioni di fase,„ hanno detto Cowan, il Professor in Matematica e Neurologia a Chicago. “Le cose Sconosciute ed interessanti accadono nella vicinanza di una transizione di fase.„
Quando i liquidi subiscono le transizioni di fase, evaporano in gas o si congelano in ghiaccio. Quando il cervello subisce una transizione di fase, si muove da casuale verso attività modellata. “Il cervello a riposo produce l'attività casuale,„ Cowan ha detto, o che fisici chiamano “il moto Browniano.„
Sebbene la massa del suo lavoro comprenda derivare le equazioni, i risultati di Cowan ingranano bene i dati del laboratorio generati sulla corteccia cerebrale e sugli elettroencefalogrammi. I Suoi ultimi risultati indicano che lo stesso uso matematico dei fisici degli strumenti descrivere il comportamento delle particelle subatomiche e la dinamica dei liquidi e dei solidi può ora applicarsi a capire come il cervello genera i sui vari ritmi.
Questi includono le onde di delta generate durante il sonno, le alfa onde del cervello visivo e le onde di gamma, scoperte durante l'ultima decade, che sembrano relative ad elaborazione delle informazioni. “Lo stato di riposo di attività di cervello sembra avere una struttura statistica che è caratteristica di determinato genere di transizione di fase,„ Cowan ha detto. “Il cervello gradisce sedersi là perché quello è il posto in cui l'elaborazione delle informazioni è ottimizzata.„
Cowan ha organizzato una sessione per AAAS su Matematica e sul Cervello, che avranno luogo a partire dall'8:30 10 di mattina EST al Sabato 16 Febbraio. Egualmente parteciperà ad un'istruzione di notizie sull'argomento 3 del pomeriggio EST al Venerdì 15 Febbraio. L'Aggiunta lui ad entrambi gli eventi sarà matematico Nancy Kopell della Boston University e neuroscenziato di calcolo Tomaso Poggio di Massachusetts Institute of Technology.
Allo stadio attuale della sua ricerca, Cowan ha detto che per lui sarebbe stato prematuro e speculativo provare a collegare come le transizioni di fase nel cervello potrebbero riferirsi agli stati o agli stati neurologici della coscienza umana. “Che ha luogo per il futuro,„ ha detto.
Un'Altra componente di sua l'ultima ricerca è lo stretto rapporto fra formazione di reticolo spontanea in circuiti del cervello e nelle reti della reazione chimica. In questa ricerca, mostra come la matematica può contribuire a spiegare le allucinazioni visive e come la corteccia visiva ha ottenuto le sue bande, che sono visibili all'occhio nudo una volta rimosse dai cadaveri.