Transcript Neurociencia y complejidad

Modelado de complejidad en medicina, biología
y neurociencia
Neurociencia y complejidad
Carlos Reynoso
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
http://carlosreynoso.com.ar
Objetivos
• Compensar la falta de referencias culturales y
lingüísticas en la literatura neurocientífica.
• Comprender referencias a modelos complejos en la
literatura disciplinar
– Teoría del campo medio, renormalización
• Distinguir diferentes clases de modelos complejos en el
dominio, sus alcances y limitaciones.
• Introducir rudimentos de computación cuántica en tanto
campo de formalismos complejos.
• Elaborar el estado de la cuestión y las áreas de
vacancia en términos de las herramientas de
complejidad.
Agenda
• Modelos de lenguaje y gramática en neurociencia
– Jerarquía chomskyana de la complejidad
• Fenómenos emergentes en neurociencia
• Transiciones de fase
– Teoría del campo medio, modelo de Ising,
renormalización, clases de complejidad
• La polémica sobre caos y cerebro
– Estado de avance, hallazgos y limitaciones
• Modelado dinámico en general
Caos y cerebro
• Freeman y otros (1992) basados en estudios del
sistema olfativo de los mamíferos sostenían que
el caos es la propiedad que permite la
percepción y da al cerebro la flexibilidad para
responder rápidamente al cambio.
• El cerebro crea orden macroscópico a partir del
desorden microscópico mediante la
neurodinámica de la percepción.
• Hasta hace poco no ha habido acuerdo teórico
ni confirmación empírica.
• No se ha percibido caos en la información de
EEG.
Recursos y casos
Trappenberg (cont.)
Recursos y casos
• Complejidad y neurociencia
• Dinámica de
almacenamiento y recuerdo
[recall] en redes asociativas
del hipocampo
• Las transiciones de fase
neuronales que nos hacen
mamíferos (Treves)
• Dinámica caótica y
sincronización neuronal
• Métodos de campo medio
[mean field] para la
dinámica de las redes
corticales
Transiciones de fase
Otra concepción del término
Teorías y métodos de campo medio
• http://arxiv.org/pdf/cond-mat/9907068.pdf
Recursos y casos
• Lingüística para
neurociencia
• etc
Recursos y casos
• Cap. 2 –
Fenómenos
emergentes en
neurociencia
Recursos y casos
*
• Dinámica de los
sueños
• Sistemas-L y
desarrollo del
lenguaje infantil
• Sistemas-L y
modelado desde el
pensamiento hasta el
lenguaje
* Texto discursivo a tomar con precauciones
Recursos y casos
• Computación
cuántica, caos y
mente
• Cerebro caótico y
dinámica de la
mente
• Sincronización y
control de caos
Recursos y casos
• Conciencia,
neurobiología y
computación cuántica
• Vida, catálisis y
medios excitables
• Conciencia como
colapso del vector de
estados que describe
los estados de noconciencia
• Fisicalismo, caos y
reduccionismo
Tuszynski (2006)
Recursos y casos
• Dinámicas del
lenguaje
• Dinámicas del
crecimiento en el
desarrollo cognitivo
• Modelos dinámicos
de la cognición
Recursos y casos
• Dinámica e imaginería
del cerebro
• Ruido 1/f en el cerebro
• Ruido 1/f en la
cognición humana
• Otra vez la pregunta:
¿Caos en el cerebro?
Ruido 1/f en cognición humana
• Voss y Clarke (1975)
• Digitalizaron las fluctuaciones analógicas
de intensidad y frecuencia básica (muy
por debajo del sonido audible)
• Luego ejecutaron transformas rápidas de
Fourier (FFT) para obtener el espectro de
potencia
Referencias
• http://carlosreynoso.com.ar/modelado-de-complejidad-en-biologia/
¿Preguntas?
Carlos Reynoso
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
http://carlosreynoso.com.ar