Anvendelse af fysik til at forstå bevidsthedens mysterium

En international undersøgelse med Monash -fysikere har lagt en ny tilgang til måling af bevidsthed, potentielt ændrer vores forståelse komplekse neurologiske problemer.

Undersøgelsen offentliggjort i dag i Fysisk gennemgangsforskning beskriver, hvordan værktøjer fra fysik og kompleksitetsteori blev brugt til at bestemme bevidsthedsniveauet i frugtfluer.

"Dette er et stort problem inden for neurovidenskab, hvor det er afgørende at skelne mellem ikke -reagerende vegetative patienter og dem, der lider af en tilstand, hvor en patient er opmærksom, men ikke kan bevæge sig eller kommunikere verbalt på grund af fuldstændig lammelse af næsten alle frivillige muskler i kroppen, "sagde studieforfatter Dr. Kavan Modi, fra Monash University School of Physics and Astronomy.

Forskergruppen, som inkluderer Dr. Modi, Ph.d. kandidat Roberto Muñoz også fra School of Physics and Astronomy, og lektor ved Monash University Psychology Nao Tsuchiya, har fundet en måde at måle niveauet af bevidst ophidselse i frugtfluer ved hjælp af de komplekse signaler, der produceres af hjernen.

"Vores teknik giver os mulighed for at skelne mellem fluer, der er blevet bedøvet, og dem, der ikke har, ved at beregne tidskompleksiteten af ​​signalerne, "sagde Dr. Modi.

"Undersøgelsen er vigtig, fordi den fremhæver en objektiv måde at måle bevidst ophidselse på, baseret på veletablerede ideer fra kompleksitetsteori, " han sagde.

"Det kan potentielt anvendes på mennesker - og det afspejler en stigende interesse for nye bevidsthedsteorier, der kan testes eksperimentelt."

Forskergruppen undersøgte hjernesignalerne fra 13 frugtfluer, både når de var vågne, og når de blev bedøvet. De analyserede derefter signalerne for at se, hvor komplekse de var.

"Vi fandt, at den statistiske kompleksitet var større, når et y er vågen, end når det samme y er bedøvet, "Sagde Dr. Modi.

"Dette er vigtigt, fordi det foreslår en pålidelig måde at bestemme niveauet for bevidst ophidselse ved at trykke på et lille område af hjernen, frem for mange dele af hjernen.

"Det tyder også på, at der er en klar markør for bevidst ophidselse, som ikke afhænger af specifikke eksterne stimuli."

Forskerne konkluderede, at anvendelse af en lignende analyse på andre datasæt, i særdeleshed, menneskelige EEG -data kan føre til nye opdagelser vedrørende forholdet mellem bevidsthed og kompleksitet.