Принципы работы головного мозга - Герман Хакен - Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности
Год выпуска: 2001
Автор: Герман Хакен
Жанр: Биология
Формат: DjVu
Качество: Отсканированные страницы
Описание: В последние годы все больше растет осознание того, что экспериментальное и теоретическое исследование сложной системы, которая именуется мозгом, требует сотрудничества многих дисциплин, включая биологию, медицину, физику, химию, математику, компьютерные науки, лингвистику и ряд других. Тем самым исследование мозга становится подлинным междисциплинарным мероприятием. Действительно, наиболее значительный прогресс чаще всего имеет место, когда разные дисциплины кооперируются друг с другом. Из этого следует, что ученым чаще необходимо смотреть за изгородь, окружающую их дисциплину. Именно в этом духе и написана настоящая книга. Она адресована аспирантам, профессорам и ученым, работающим в разных областях исследований, таких, как биология, медицина и физика. Помимо математического представления в книге значительное место отводится вербальному и наглядному описанию основных и, как я полагаю, фундаментально новых взглядов, так что она может быть интересной также и для широкого круга читателей не-специалистов.
Содержание книги
Часть I. Основы
1. Введение
1.1. Биологические системы — сложные системы
1.2. Цели синергетики
1.3. Мозг как сложная система
1.4. Традиционные или синергетические интерпретации функции мозга
2. Исследуем мозг
2.1. Мозг как черный ящик
2.2. Открываем черный ящик
2.3. Структура и функция на макроскопическом уровне
2.4. Неинвазивные методы
2.4.1. Рентгеновская томография
2.4.2. Электроэнфалограммы (ЭЭГ)
2.4.3. Магнитоэнцефалограммы (МЭГ)
2.4.4. Позитрон-эмиссионная томография (ПЭТ)
2.4.5. Магнитно-резонансное изображение (МРИ)
2.5. Структура и функция на микроскопическом уровне
2.6. Обучение и память
3. Моделируем мозг. Первая попытка: мозг как динамическая систем
3.1. Что такое динамическая система?
3.2. Мозг как динамическая система
4. Основные понятия синергетики I: параметры порядка и принцип подчинения
4.1. Факторы, определяющие эволюцию во времени
4.2. Стратегия решения
4.2.1. Неустойчивость, параметры порядка, принцип подчинения
4.2.2. Лазерная парадигма, или лодки на озере
4.2.3. Принцип подчиненности
4.2.4. Центральная роль параметров порядка
4.3. Самоорганизация и второе начало термодинамики
5. Динамика параметров порядка
5.1. Один параметр порядка
5.2. Два параметра порядка
5.3. Три и более параметра порядка
5.4.Параметрыпорядка и нормальные формы
Часть II. Поведение
6. Координация движения — паттерны движения
6.1. Проблема координации
6.2. Фазовые переходы в движениях пальцев: эксперименты и простая модель
6.3. Альтернативная модель?
6.4. Флуктуации в движениях пальцев: теория
6.5. Критические флуктуации в движениях пальцев: эксперименты
6.5.1. Условия экспериментов
6.5.2. Экспериментальные результаты
6.6. Некоторые важные заключения
7. Еще о движениях пальцев
7.1. Движение указательного пальца
7.2. Связанное движение указательных пальцев
7.3. Фазовые переходы в движениях рук человека в заданиях на многочастотное постукивание
7.3.1. Эксперименты: переходы при многочастотном постукивании
7.4. Модель многочастотного поведения
7.5. Основные уравнения захвата частоты и их решения
7.6. Сводка основных теоретических результатов
7.7. Выводы и перспективы
8. Обучение
8.1. Как обучение изменяет ландшафт параметра порядка
8.2. Как обучение изменяет число параметров порядка
8.3. Как обучение может привести к возникновению новых параметров порядка
9. Аллюры животных и переходы между ними
9.1. Вводные замечания
9.2. Симметрии и группы
9-3. Экспериментальное изучение аллюров животных
9.4. Динамика фаз и симметрии
9.5. Уравнение динамики фаз
9.6. Стационарные решения
9.7. Динамика аллюров с низкой симметрией
9.8. Итоги и перспективы
10. Основные понятия синергетики II: образование пространственно-временных структур
11. Анализ пространственно-временных структур
11.1. Разложение Карунена—Лоэва, разложение по сингулярным значениям, анализ главных компонент — три названия одного и того же метода
11.2. Геометрический подход на основе параметров порядка. Метод Хакена-Фридриха-Уля
11.2.1. Один действительный параметр порядка
11.2.2. Колебания, связанные с одним комплексным параметром порядка
12. Движения на педало
12.1. Задача
12.2,Описание паттерна движения
12.3. Квантификация движения на педало
12.4. Анализ движения на основе разложения Карунена—Лоэва
12.5. Подробный анализ движений рук и ног
12.6. Анализ параметра порядка Хакена—Фридриха—Уля
12.7. Заключительные замечания к части II
Часть III. ЭЭГ и МЭГ
13. Хаос, хаос, хаос
14. Анализ электроэнцефалограмм
14.1. Цели анализа
14.2. Идентификация параметров порядка и пространственные моды
14.3. Результаты
15. Анализ паттернов МЭГ
15.1. Экспериментальные результаты
15.2. Временной и пространственный анализ
15.2.1. Временной анализ
15.2.2. Пространственно-временной анализ
15.3. Моделирование динамики
15.4. Моделирование динамики: к полевой теории активности мозга
15.5. Еще раз об анализе ЭЭГ и МЭГ
Часть IV. Когнитивная деятельность
16. Зрительное восприятие
16.1. Модель распознавания образов
16.2. Роль параметров внимания. Неоднозначные фигуры
16.3. Влияние смещения
16.4. Роль флуктуации параметров внимания
16.5. Паттерны обучения
16.6. Модель стереоскопического зрения
17. Принятие решения как распознавание образов
18. Мозг как компьютер, или могут ли компьютеры мыслить?
18.1. Экскурс: что такое «мыслить»?
18.2. Компьютеры
18.3. Искусственный интеллект
18.4. Нейрокомпьютеры и коннективизм
18.5. Могут ли компьютеры мыслить?
19. Сети мозгов
19.1. Общая модель ИРС в терминах синергетики
19.2. Коллективные когнитивные процессы
19.3. Итерации
19.4. Заключительные замечания
20. Синергетика головного мозга. Где мы находимся? К чему мы идем?
20.1. Оглядываясь назад
20.2. Дух и материя — вечный вопрос
20.3. Некоторые открытые проблемы
скачать книгу: «Принципы работы головного мозга»