Kritik beyin hipotezi - Critical brain hypothesis - Wikipedia

İçinde sinirbilim, kritik beyin hipotezi kesin olduğunu belirtir biyolojik nöronal ağlar yakınında çalışmak faz geçişleri.[1][2][3][4] Büyük nöron gruplarından alınan deneysel kayıtlar, nöronal çığ denilen aktivite patlamalarını, Güç yasası dağıtım. Bu sonuçlar ve daha sonra bir dizi ortamda yapılan çoğaltma, beyindeki büyük nöronal ağların kolektif dinamiklerinin, beyindeki şeye yakın çalıştığı hipotezine yol açtı. kritik nokta bir faz geçişi.[5] Bu hipoteze göre, beynin aktivitesi, biri aktivitenin hızla azalacağı ve öldüğü, diğeri ise aktivitenin zamanla artacağı ve artacağı iki faz arasında sürekli olarak geçiş yapacaktır.[5] Kritiklikte, beyin bilgi işleme kapasitesi artırılır,[5][6][7][8] bu yüzden kritik altı, kritik ve biraz da süper kritik düşünce dallanma süreci, insan ve hayvan zihinlerinin nasıl işlediğini tanımlayabilir.[1]

Tarih

Beynin kritikliği üzerine tartışmalar 1950'den beri Turing testi için taklit oyun üzerine yazıyla yapılıyor.[9] 1995'te Herz ve Hopfield şunları kaydetti: kendi kendine organize kritiklik Depremler için (SOC) modelleri matematiksel olarak entegre ve ateşleme nöronlarının ağlarına eşdeğerdi ve muhtemelen SOC'nin beyinde meydana geleceği tahmininde bulundu.[10] Eş zamanlı olarak Stassinopoulos ve Bak, kritiklikte çalışan basit bir sinir ağı modeli önerdiler.[11] daha sonra Chialvo ve Bak tarafından genişletildi.[12] 2003 yılında, hipotez Beggs ve Plenz tarafından deneysel destek buldu.[13] Eleştirel beyin hipotezi, bilim camiası arasında bir fikir birliği değildir.[5]

Referanslar

  1. ^ a b Ludmila Brochini, Ariadne de Andrade Costa, Miguel Abadi, Antônio C. Roque, Jorge Stolfi, Osame Kinouchi. Stokastik yükselen nöron ağlarında faz geçişleri ve kendi kendine organize kritiklik. Mevcut arXiv:1606.06391
  2. ^ Chialvo, D.R. (2010). "Ortaya çıkan karmaşık sinir dinamikleri". Doğa Fiziği. 6: 744–750. arXiv:1010.2530. Bibcode:2010NatPh ... 6..744C. doi:10.1038 / nphys1803.
  3. ^ Hesse, J. & Gross, T. Sinir sistemlerinin temel bir özelliği olarak kendi kendine organize kritiklik. Sağlıklı sinir sistemlerinin imzası olarak kritiklik: çok ölçekli deneysel ve hesaplamalı çalışmalar (2015)
  4. ^ Chialvo, D. R .; Bak, P. (1999-06-01). "Hatalardan öğrenmek". Sinirbilim. 90 (4): 1137–1148. arXiv:adap-org / 9707006. doi:10.1016 / S0306-4522 (98) 00472-2. PMID  10338284.
  5. ^ a b c d Beggs, John M., Timme, Nicholas. Beyindeki kritikliği eleştirmek. Fizyolojide Sınırlar, 07, Haziran 2012
  6. ^ Kinouchi, O .; Copelli, M. (2006). "Kritik düzeyde uyarılabilir ağların optimum dinamik aralığı". Doğa Fiziği. 2: 348–351. arXiv:q-bio / 0601037. doi:10.1038 / nphys289.
  7. ^ Beggs, J. M. Kritiklik hipotezi: yerel kortikal ağlar bilgi işlemeyi nasıl optimize edebilir. Londra Kraliyet Cemiyetinin Felsefi İşlemleri A: Matematiksel, Fiziksel ve Mühendislik Bilimleri 366, 329–343 (2008).
  8. ^ Shew, W. L .; Yang, H .; Petermann, T .; Roy, R .; Plenz, D. (2009). "Nöronal çığlar kritiklikte kortikal ağlarda maksimum dinamik aralığı ifade eder". Nörobilim Dergisi. 29: 15595–15600. doi:10.1523 / jneurosci.3864-09.2009.
  9. ^ Turing, A.M. (1950). "Hesaplama makineleri ve zeka". Zihin. 59: 433–460. doi:10.1093 / zihin / lix.236.433.
  10. ^ Herz, A. V .; Hopfield, J. J. (1995). "Deprem döngüleri ve sinirsel yankılanmalar: darbe eşikli eşik elemanlı sistemlerde toplu salınımlar". Fiziksel İnceleme Mektupları. 75: 1222. doi:10.1103 / physrevlett.75.1222.
  11. ^ Stassinopoulos, Dimitris; Bak, Per (1995-05-01). "Demokratik pekiştirme: Beyin işlevi için bir ilke". Fiziksel İnceleme E. 51 (5): 5033–5039. Bibcode:1995PhRvE..51.5033S. doi:10.1103 / PhysRevE.51.5033.
  12. ^ Chialvo, D.R .; Bak, P. (1999). "Hatalardan öğrenmek". Sinirbilim. 90 (4): 1137–1148. arXiv:adap-org / 9707006. doi:10.1016 / s0306-4522 (98) 00472-2. PMID  10338284.
  13. ^ Beggs, J. M .; Plenz, D. (2003). "Neokortikal devrelerde nöronal çığ". Nörobilim Dergisi. 23: 11167–11177. doi:10.1523 / jneurosci.23-35-11167.2003. PMC  6741045. PMID  14657176.