頭脳作業の物理学への洞察力

ガスから液体に凝縮すると同時に分子を支配する物理学の同じ規則はまた人間の脳のニューロンの作業パターンに、または液体から固体にフリーズして下さい、適用します。

数学者ジャック Cowan シカゴ大学は科学の進歩のためのアメリカ連合の年次総会の間にボストンの頭脳作業の物理学のこのそして関連の洞察力を今週提供します。

「非常に多くの単位から構築される構造」は言いました、 Cowan をシカゴの数学そして神経学の教授 1 つの州からの物理学者がフェーズ遷移と呼出す別の州への鋭い転移を表わすことができます。 「奇妙で、興味深い事フェーズ遷移の近隣で起こります」。は

液体がフェーズ遷移を経るとき、ガスに蒸発するか、または氷にフリーズします。 頭脳はフェーズ遷移を経るとき、任意から模造された作業に移ります。 「残りの頭脳任意作業を作り出します」、は Cowan はまたはどんな物理学者が 「ブラウン運動」。を呼出すか、言いました

彼の作業の大部分が同等化を得ることを含むが Cowan の調査結果は大脳皮質および脳波図で生成される実験室データとよく一致します。 彼の最新の調査結果は素粒子の動作および液体および固体の原動力を記述する同じ数学ツールの物理学者の使用が頭脳がさまざまなリズムをどのようにの生成するか理解に今適用することができることを示します。

これらはスリープの間に、視覚頭脳のアルファ波生成される、デルタ波および最後のディケイドの間に検出される情報処理に関係しているようであるガンマ波を含んでいます。 「頭脳作業の休息状態と」、は Cowan 言いましたフェーズ遷移のある特定の種類に独特である統計的構造があるようです。 「それが情報処理場所最適化される」。はであるので頭脳そこに坐るのを好みます

Cowan は 8:30 から 10 の AM 米国東部標準時刻土曜日、 2 月 16 日に起こる頭脳組織しました、および数学の AAAS のためのセッションを。 彼はまた 3 時米国東部標準時刻金曜日、 2 月 15 日にトピックのニュース報告に加わります。 両方のイベントの彼を結合することはボストン大学の数学者および Tomaso Poggio マサチューセッツ工科大学の計算の神経科学者ですナンシー Kopell。

彼の研究の現段階では、 Cowan は彼がが頭脳のフェーズ遷移が人間の意識の神経学的な状態か状態にどのように関連するかもしれませんか関連付けることを試みることは早期そして推測的であることを言いました。 「未来の間あると」、彼は言いました。

彼ののもう一つのコンポーネントは最新の研究頭脳回路と化学反応ネットワークの自発のパターン形成間の親密な関係です。 この研究では、彼は数学が視覚幻覚のどのように説明を助けることができる、そしてどのように視覚皮質が解剖用死体から除去されたとき肉眼に目に見える縞を得たか示します。

「パターン形成の研究のこのラインまた計算の現代科学を創設したアラン・チューリングに戻って」は言いました La Jolla、計算の神経生物学の一流の専門家であるカリフォルニアの生物的調査のための Salk の協会の Terrence Sejnowski をトレースすることができます。

数値的な方法を使用して頭脳の働きを理解する Cowan の探求は四十年以上及びます。 途中で彼は物理学、数学、生物学および神経科学の一連の Ph.D の学生そして同僚と協力しました。

1972 年に、カナダのヨーク大学の彼そして博士研究員ヒューウイルソンは、今、ニューラルネットワークの原動力を記述できる一組の同等化を作り出しました。 ここで 「ウイルソンCowan 呼出された同等化」、それらはニューラルネットワークの研究の支柱になりました。 「しかし私はそれらの同等化が不十分だった、従って私は」とそれらについて考え続けましたことを常に確認しました Cowan は言いました。

それから 1985 年に、彼は化学反応ネットワークに統計的な物理学のアプローチを記述した日本ジャーナルの記事を渡って走りました。 生物的ネットワークのためのこれらのツールを使用する方法を 「私に理解するために年かかりました」と彼は言いました。 「それはそう化学反応ネットワークおよびニューラルネットワークの動作間に類似が」。あること起こります

彼の研究のキャリアは 1962 年に電気工学の大学院生として、彼がニューラルネットワーク理論の創設者と働いたときに、始まりました。 これらは Cowan がアドレス指定し続ける問題で共同で動作できる前に、 1964 年に停止したノーバート・ウィーナーを含んでいました。

「私は実際に私がそれを自分自身働かせたまで彼が私に言っていたことを理解しませんでした。 彼は 20 世紀のすばらしい数学者の 1 才でした」と Cowan は言いました。

http://www.uchicago.edu