두뇌가 "인간"을 만드는 이유 2 부
인간의 두뇌 "인간"을 만드는 것의 첫 번째 부분 (2017 년 4 월 16 일)은 인간의 뇌 구조가 다른 동물의 뇌와 어떻게 다른지에 대한 질문을 소개했습니다. 두뇌는 여러 복잡한 조직 수준 (공간적 규모)에서 전기 및 화학 활동의 역동적 인 패턴과 하위 패턴을 생성하는 진정한 복잡한 시스템임을 강조했습니다. 이러한 패턴을 더 잘 이해하기 위해 뇌 과학은 작은 단계로 발전합니다. 초기 실험 결과는 새로운 가설, 새로운 실험, 새로운 결과로 이어지고 그 과정이 반복됩니다. 이러한 방식으로, 과학적 진리는 일련의 연속 근사법으로 접근됩니다. 그러나 여기서 우리는 두뇌가 유익한 아날로그로 작용할 수있는 복잡한 신체적, 사회적 시스템으로 알려진 몇 가지 기본적인 특징을 공유하고 있음을 추측함으로써이 과정을 거꾸로 돌립니다. 수반되는 그림은이 과정이 과학적으로 유용하다는 것을 나타내며 그러한 추측은 그들이 확립 된 뇌 과학과 일치하는지 확인해야합니다. 그러한 아이디어가 알려진 과학을 위반하지 않는 것으로 보인다면, 우리는 그들에게 "두뇌 친화적 인"라벨을 붙이고 더 심각하게 받아 들일 수 있습니다.
거의 모든 복잡한 시스템의 동작에 대한 근본적인 질문에는 극한의 상태 (격리) 대 전역 상태의 구분이 포함됩니다. 다시 말하면, 문제의 시스템이 대부분 하나의 통합 된 실체처럼 행동하는지, 작은 모든 모든 부분 사이에 강력한 상호 작용을 의미하는지 묻습니다. 아니면 시스템은 다소 독립적으로 작동하는 많은 작은 하위 시스템으로 구성되어 있습니까? 이 아이디어는 축구 경기장에서 상호 작용하는 팬들에 의해 잘 설명됩니다. 팬의 집단 행동은 다양한 두뇌 상태와 유사합니다. 게임이 시작되기 전에 대부분의 상호 작용은 가까이에 앉아있는 사람들간에 발생합니다. 개별적인 대화는 크게 관련이 없습니다. 우리는이 조건을 기능적 현지화 의 축구 팬 상태라고 부를 수 있습니다. 터치 다운이 득점되고 홈 팀의 팬들이 모두 응원 할 때 반대 상태가 발생합니다. 이 조건을 글로벌 일관성 이라고 부르 자. 그러나이 세계적인 상태에서도 불만을 품은 방문객들과 술꾼들이있는 지역 주유소는 여전히 글로벌 시스템에 내장되어 있습니다.
지역적인 문제는 뇌의 건강과 밀접한 관련이 있습니다. 두뇌 과학은 가장 복잡한 두뇌 상태가 완전히 국부적 인 행동과 극한의 행동 사이에서 발생하므로 뇌의 복잡성과 건강 의식 사이의 일치 성을 제시합니다. 화학 (신경 전달 물질) 시스템은 지역적 – 역동적 행동의 전체 범위를 따라 뇌를 다른 장소로 이동시키는 역할을 할 수 있습니다. 서로 다른 화학 물질이 서로 다른 피질의 깊이에서 선택적으로 작용하여 뚜렷한 피질 영역 사이의 결합력을 변화시킬 수 있습니다. 건강한 의식은 지역적, 지역적, 세계적 메커니즘 사이의 적절한 균형과 관련이 있습니다. 정신 분열증과 자폐증 (극한 지방화)에서 건강한 상태 (보통 지방화), 혼수 상태 또는 마취 (극단적 인 세계 일관성)에 이르는 은유 적 축구 국가와 유사한 것처럼 보이는 실제 두뇌 상태.
어떻게 인간의 두뇌 생리가 복잡한 패턴을 생성하기 위해 진화 해 왔으며 또한 뇌가 국부적 인 상태와 전 지구 적 상태 사이에서 쉽게 전환 할 수있게 할 수 있을까요? 특히, 인간 대뇌 피질의 먼 지역들 사이의 작은 세계 연결의 우세는 복잡한 뇌 패턴의 광범위한 생산을위한 하나의 타당한 수단을 제공한다. 포유 동물의 대뇌 피질에있는 각 쌍의 뉴런은 단지 2 ~ 3 개의 시냅스 경로 길이로 분리 될 수 있습니다. 이것은 뉴런의 활동 전위가 보조 뉴런을 표적으로하고, 차례로 세 번째 뉴런을 표적으로한다는 것을 암시합니다. 그러나 한 지역에서 먼 피질로 퍼지는 영향에 대해 2-3 단계 만 필요할 수 있습니다. 이러한 대뇌 피질의 경로 길이는 세계의 인간 사회 네트워크와 유사하며,이 두 사람 사이의 소위 6 도의 이격 거리를 가지며, 전 세계적으로 여섯 명의 사교적 접촉이 가능하다. 무작위로 누군가를 선택하십시오, 대만에서 한 남자를 말하십시오. 당신은 누군가를 아는 사람, 누군가를 알고있는 사람 등을 알고있을 것입니다. 아마도이 길을 끝내는 데 필요한 여섯 가지 단계 만있을 것입니다. 우리 인간은 작은 세계 사회 네트워크에 살고 있습니다. 몇몇 다른 속성은 종종 소규모 세계 네트워크와 관련이 있습니다. 일반적으로 많은 수의 연결을 가진 네트워크의 허브 노드가 과다하게 존재합니다. 유례없는 비행 경로의 작은 세계 네트워크는 여러 도시가 허브 도시를 통과하기 때문에 어느 두 도시 사이의 이동 거리 (경로 길이)가 짧습니다.
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대뇌 피질은 바깥 쪽 뇌층을 형성합니다. 작은 세계 피질 연결에 대한 우리의 주장은 다른 포유류의 두뇌와 어떻게 관련이 있습니까? 우리는 피질 밑면의 패치에 들어가고 나가는 축삭의 수를 계산한다고 가정합니다. 이 섬유 중 일부는 피질을 피질 (피질 – 피질 섬유)에 연결합니다. 다른 것들은 피질을 심뇌 (midbrain) 구조, 특히 시상에 연결합니다. 인간의 두뇌에서 피질에 들어가거나 나오는 인간 섬유의 약 2 ~ 5 %만이 중뇌 구조에 연결되어 있습니다. 즉, 인간에서 이러한 섬유 (축삭)의 대다수는 대뇌 피 질입니다. 대조적으로, 대뇌 피질 축색의 상대적 밀도는 포유 동물의 경우 훨씬 낮고, 예를 들어 쥐의 경우 약 50 %에 불과합니다.
포유류가 더 복잡한 행동을 할 수있게됨에 따라 대뇌 피질 섬유의 상대적 밀도가 점점 더 커지는 것으로 보인다. 이것은 직관적 인 의미로 보입니다. 저는 제 강아지 사바나보다 똑똑하다고 주장하지만, 어떤 의미에서 저는 더 똑똑합니까? 내 후각 피질은 사바나와 비교하면 바보입니다. 어쨌든 우리의 인간미는 여러 피질 뉴런과 칼럼이 피질 조직의 중첩 된 계층 내에서 서로 다른 스케일로 전 지구 적 상호 작용을 일으키는 것으로 보입니다. 피질과 피질을 연결하는 역동적 인 피드백은 인간보다 포유류에서 더 중요 할 수 있습니다.