A new theory of brain organization
В нейрофизиологии часто используется выражение: «нейроная сеть», но на самом деле, нелегко точно определить, что представляет собой сеть клеток мозга.
В действительности сети - это своего рода абстракция, такие же как «состояние мозга», но полезная для общения.
С нашей точки зрения мы рассмотрим сети как функциональные группировки активных клеток с постепенной кластеризацией в соответствии со схожим профилем активности.
Временное образование нейронных связей, может быть одним фундаментальным аспектом, который переплетается с другим аспектом, диссипацией энергии, которая создает и разрушает функциональные «нейро сети».
В попытках объяснить возникновение сложности было выдвинуто предположение, что механизмы систем, движущихся вниз по градиентам энергии, являются тем, что приводит к сложности, это связано с предложением Пригожина, что рассеивание энергии и создает организацию.
Термодинамика говорит, что увеличение свободной энергии происходит с упорядочением системы, ее усложнением и отклонением от равновесия.
Природа идет по пути уменьшения свободной энергии - растворения градиентов энергии.
Возможно, для появления сложных структур требуется много взаимодействующих единиц, обменивающихся энергией, и это может быть механизмом, с помощью которого энергия, движущаяся вниз по градиентам, создает сложность, максимизируя число взаимодействий между единицами, которые обмениваются этой энергией.
В схемах клеток мозга энергетические градиенты, которые устанавливают функциональные связи клеток, максимизируют конфигурации соединений во время сознательного осознания, т.е. максимизации единиц(клеток) обменивающихся энергией, или информацией, если хотите.
Можно предположить, что биологическая (сознательная) эволюция происходит таким образом, чтобы поток энергии через систему был максимальным среди всех компонентов (клеток мозга), совместимых с ограничениями со стороны окружающей среды.
Выражение этой особенности в функции нервной системы и особенно мозга может быть основным фактором, ответственным за возникновение сознательного осознания, Это максимизация распределения энергии может объяснить максимизацию энтропии или информации.
Изменения в свободной энергии - количество энергии, доступной внутри системы - помогает временно синхронизировать активность в нейросетях.
Энтропию можно ассоциировать с количеством конфигураций синхронизированных, или "подключенных", сетей мозга.
Энергия рассеивается по мере того, как все больше нейронов становятся связаны.
Модели с использованием термодинамических уравнений показывают, что здоровые и осознательные состояния имеют тенденцию к большему рассеиванию.
Однако дело не только в том, сколько свободной энергии в мозгу.
• Во время сознательного осознания мозг имеет оптимальное количество подключенных нейросетей, и тем самым множество микросостояний для поддержки познания.
Что придает областям мозга большую изменчивость для установления различных моделей связности и для правильных сенсомоторных преобразований, фактически скорости нейронных сборок определяющих степень сознания.
Оптимальность сенсомоторной обработки связана с почти максимальным числом возможных конфигураций мозговых сетей - более высокой энтропией нейрональной связности и с усилением кратковременных флуктуаций масштаба связи, среди этих сетей.
• Напротив, во время бессознательных состояний, присутствует слишком много связанных нейросетей, что приводит к меньшему количеству микросостояний - снижению энтропии - более высокой свободной энергии, что и вызывает болезни мозга.
В результате мозг имеет более низкую энтропию, что снижает способность формировать модели активности мозга. То есть у него меньше микросостояний, что приводит к меньшему количеству конфигураций взаимодействия нейросетей, что лишает мозг его обычной способности быстро и гибко адаптироваться к внешнему миру.
Поддержание здоровых состояний мозга основана не в общем количестве энергии в мозгу, а в том, как организована эта энергия.
/Источник/
Картинки кликабельны