Modeling Phase Transitions in the Brain - 9781441907950

Valtera J. Frīmena priekšvārds. Bezsamaņas izraisīšana, izmantojot anestēzijas līdzekļus, parāda, ka smadzeņu garoza var darboties divos ļoti atšķirīgos uzvedības režīmos: modrs un reaģējošs pret neapzinātu un klusu. Taču nomoda un miega stāvokļi nav viena neirona īpašības — tie parādās kā neironu populāciju, kas sadarbojas, lielapjoma īpašības, un pārslēgšanās starp stāvokļiem ir līdzīga fiziskai fāzes maiņai, kas novērota, kad ūdens sasalst vai kūst ledus. Dažas smadzeņu stāvokļa pārejas, piemēram, miega cikliskums, anestēzijas indukcija, epilepsijas lēkmes, ir acīmredzamas un viegli nosakāmas ar dažiem EEG elektrodiem, citas, piemēram, gamma ritmu rašanās izziņas laikā vai īpaši lēni BRĪDZĪGI ritmi atslābinātā brīvā režīmā. -asociācija, ir daudz smalkākas. Šīs grāmatas vienojošā tēma ir uzskats, ka visas šīs lielākās izmaiņas smadzeņu uzvedībā var uzskatīt par fāzu pāreju starp atsevišķiem smadzeņu stāvokļiem. Fāzu pāreju modelēšana smadzenēs satur vadošo pētnieku nodaļas ieguldījumus, kuri izmanto stāvokļa telpas metodes, tīkla modeļus un biofiziski motivētas kontinuuma pieejas, lai izpētītu virkni neirozinātniski nozīmīgu problēmu, kas ietver nestacionāru EEG laikrindu analīzi, tīkla topoloģijas, kas ierobežo. epilepsijas izplatīšanās, seglu - mezglu bifurkācijas anestēzijai, miega cikla un nomoda miega slēdzis, dinamiskas un trokšņa izraisītas spatiotemporālās nestabilitātes prognozēšana, kas ir pamatā BOLD, alfa un gamma joslas Hopf svārstībām, spraugas-modelēts savienojums Tjūringa struktūras un Hopfa-Tjūringa mijiedarbība, kas izraisa kortikālos viļņus.