Modeling Phase Transitions in the Brain - 9781441907950

Przedmowa Waltera J. Freemana. Wywoływanie utraty przytomności za pomocą środków znieczulających pokazuje, że kora mózgowa może działać w dwóch bardzo różnych trybach zachowania: czujnym i responsywnym oraz nieświadomym i spokojnym. Jednak stany czuwania i snu nie są właściwościami pojedynczego neuronu — wyłaniają się jako właściwości masowe współpracujących populacji neuronów, przy czym przełączanie między stanami jest podobne do fizycznej zmiany fazy obserwowanej podczas zamarzania wody lub topnienia lodu. Niektóre zmiany stanów mózgu, takie jak cykle snu, indukcja znieczulenia, napady padaczkowe, są oczywiste i można je łatwo wykryć za pomocą kilku elektrod EEG, inne, takie jak pojawienie się rytmów gamma podczas procesów poznawczych lub ultrapowolne rytmy BOLD w stanie zrelaksowanym i wolnym -skojarzenia, są znacznie bardziej subtelne. Motywem przewodnim tej książki jest pogląd, że wszystkie te zbiorcze zmiany w zachowaniu mózgu można traktować jako przejścia fazowe pomiędzy odrębnymi stanami mózgu. Modelowanie przejść fazowych w mózgu zawiera rozdziały autorstwa czołowych badaczy, którzy stosują metody przestrzeni stanów, modele sieci i podejścia do kontinuum motywowanego biofizycznie w celu zbadania szeregu problemów istotnych z neurologicznego punktu widzenia, w tym analizy niestacjonarnych szeregów czasowych EEG, topologii sieci ograniczających rozprzestrzenianie się padaczki, rozwidlenia siodłowo-węzłowe dla znieczulenia, cykle snu i czuwanie - przełączanie snu, przewidywanie dynamicznych i wywołanych hałasem niestabilności czasoprzestrzennych leżących u podstaw oscylacji Hopfa w pasmach alfa i gamma BOLD, moderowane złączem szczelinowym Struktury Turinga i interakcje Hopfa-Turinga prowadzące do fal korowych.