RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2010

 / 

Апрель

←  →

Обзоры актуальных проблем


Нелинейная динамика мозга: эмоции и интеллектуальная деятельность

,
University of California, 9500 Gilman Dr., San Diego, California, 92093-0402, USA

Исследования активности нервной системы и деятельности мозга обычно базируются на предположении, что восприятие, эмоции и когнитивные функции могут быть поняты на основании анализа установившихся нейронных процессов и статических томографических «портретов». В этом обзоре обсуждаются новые идеи и подходы, опирающиеся на анализ нестационарных процессов и метастабильных состояний. Переходная динамика характеризуется двумя основными свойствами: структурной устойчивостью и чувствительностью к информационным сигналам. Обсуждаемые идеи и методы позволяют объяснить обнаруженные в экспериментах метастабильные состояния и последовательные переходы между ними и предлагают новые подходы к анализу поведения. Предложены модели эмоциональной и когнитивной активности мозга. Математический объект, отображающий наблюдаемые переходные процессы мозга в фазовом пространстве модели — это структурно устойчивый гетероклинический канал. Иллюстрируется возможность построения на базе предложенных моделей количественной теории некоторых эмоциональных и когнитивных функций.

Текст pdf (1,6 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0180.201004b.0371
PACS: 05.45.−a, 87.18.Sn, 87.19.L−, 87.19.Ij (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0180.201004b.0371
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2010/4/b/
000280543000002
2-s2.0-77958569184
2010PhyU...53..357R
Цитата: Рабинович М И, Мюезинолу М К "Нелинейная динамика мозга: эмоции и интеллектуальная деятельность" УФН 180 371–387 (2010)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Rabinovich M I, Muezzinoglu M K “Nonlinear dynamics of the brain: emotion and cognition” Phys. Usp. 53 357–372 (2010); DOI: 10.3367/UFNe.0180.201004b.0371

Список литературы (140) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (63) Похожие статьи (20)

  1. Ashby W R Design for a Brain (New York: J. Wiley, 1954)
  2. Thelen E, Smith L B A Dynamic Systems Approach to the Development of Cognition and Action (Cambridge, MA: MIT Press, 1994)
  3. Port R F, van Gelder T (Eds) Mind as Motion: Explorations in the Dynamics of Cognition (Cambridge, MA: MIT Press, 1995)
  4. Newell A, Simon H A Commun. ACM 19 113 (1976)
  5. Buzsáki G Rhythms of the Brain (New York: Oxford Univ. Press, 2006)
  6. Dehaene S, Sergent C, Changeux J-P Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100 8520 (2003)
  7. Rabinovich M I et al. Rev. Mod. Phys. 78 1213 (2006)
  8. Buzsáki G, Draguhn A Science 304 1926 (2004)
  9. Keele S W et al. Psychol. Rev. 110 316 (2003)
  10. Bailey D L et al. (Eds) Positron Emission Tomography (New York: Springer, 2005)
  11. Rowan A J, Tolunsky E Primer of EEG : With A Mini-Atlas (Philadelphia, PA: Butterworth-Heinemann, 2003)
  12. Kim S G, Richter W, Uğurbil K Magn. Reson. Med. 37 631 (1997)
  13. Darwin C The Expression of the Emotions in Man and Animals (London: J. Murray, 1872)
  14. Покровский В М, Коротько Г Ф (Ред.) Физиология человека (М.: Медицина, 1997)
  15. Симонов П В Эмоциональный мозг. Физиология. Нейроанатомия. Психология эмоций (М.: Наука, 1981); Simonov P V The Emotional Brain: Physiology, Neuroanatomy, Psychology, and Emotion (New York: Pergamon Press, 1986)
  16. Рубинштейн С Л Основы общей психологии Т. 1, 2 (M.: Педагогика, 1989)
  17. Вилюнас В К Психология эмоциональных явлений (М.: Изд-во МГУ, 1976)
  18. Izard C E The Psychology of Emotion (New York: Plenum Press, 1991); Изард К Е Психология эмоций (М.: Питер, 2006)
  19. Franz A J Int. J. Psychoanalysis 16 399 (1935)
  20. Zautra A Emotions, Stress, and Health (New York: Oxford Univ. Press, 2003)
  21. Bruner J Acts of Meaning (Cambridge, MA: Harvard Univ. Press, 1990)
  22. Bar-Yam Y Dynamics of Complex Systems (Boulder, CO: Westview Press, 2003)
  23. Watts D J, Strogatz S H Nature 393 440 (1998)
  24. Maass W, Natschläger T, Markram H Neural Comput. 14 2531 (2002)
  25. Majda A J, Harlim J Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 9558 (2007)
  26. Friston K et al. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 355 135 (2000)
  27. Rabinovich M I et al. PLoS Comput. Biol. 4 e1000072 (2008)
  28. Schraagen J M, Chipman S F, Shalin V L (Eds) Cognitive Task Analysis (Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 2000)
  29. Hollnagel E (Ed.) Handbook of Cognitive Task Design (Mahwah, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 2003)
  30. Price D D, Barrell J E, Barrell J J Motivation Emotion 9 19 (1985)
  31. Scherer K R Cognition Emotion 7 1 (1993)
  32. Thagard P, Aubie B Consciousness Cognition 17 811 (2008)
  33. Lee J H J. Exp. Education 67 218 (1999)
  34. Fales C L et al. Biol. Psychiatry 63 377 (2008)
  35. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Механика сплошных сред (М.: ГИТТЛ, 1954); Landau L D, Lifshitz E M Fluid Mechanics (Oxford: Pergamon Press, 1959)
  36. David O, Friston K J NeuroImage 20 1743 (2003)
  37. Zavaglia M et al. J. Neurosci. Methods 157 317 (2006)
  38. Phan K L et al. NeuroImage 16 331 (2002)
  39. Dolcos F, McCarthy G J. Neurosci. 26 2072 (2006)
  40. Young M P et al. Rev. Neurosci. 5 227 (1994)
  41. Gorman J M et al. Am. J. Psychiatry 157 493 (2000)
  42. Damasio A R Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain (New York: Putnam, 1994)
  43. Scherer K R Handbook of Cognition and Emotion (Eds T Dalgleish, M Power) (Chichester: Wiley, 1999) p. 637
  44. Williams L W, Gordon E Neuroscientist 13 349 (2007)
  45. Lewis M D Behav. Brain Sci. 28 169 (2005)
  46. Pessoa L Nature Rev. Neurosci. 9 148 (2008)
  47. Gray J R, Braver T S, Raichle M E Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 4115 (2002)
  48. Raichle M E, Gusnard D A Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 10237 (2002)
  49. Kelso J A S Dynamic Patterns: The Self-Organization of Brain and Behavior (Cambridge, MA: MIT Press, 1995)
  50. Ganguli S, Huh D, Sompolinsky H Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 18970 (2008)
  51. Keightley M L et al. Neuropsychologia 41 585 (2003)
  52. Meador K J et al. Neurology 59 847 (2002)
  53. Libet B et al. Brain 102 193 (1979)
  54. James W The Principles of Psychology (New York: H. Holt, 1890)
  55. Gurwitsch A Philos. Phenomen. Res. 3 449 (1943)
  56. Baars B J A Cognitive Theory of Consciousness (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1988)
  57. Arzy S, Molnar-Szakacs I, Blanke O J. Neurosci. 28 6502 (2008)
  58. Laureys S Trends Cognitive Sci. 9 556 (2005)
  59. Shanahan M J. Consciousness Studies 12 (12) 46 (2005)
  60. Wallace R Consciousness: A Mathematical Treatment of the Global Neuronal Workspace Model (New York: Springer, 2005)
  61. Afraimovich V S, Zhigulin V P, Rabinovich M I Chaos 14 1123 (2004)
  62. Rabinovich M, Huerta R, Laurent G Science 321 48 (2008)
  63. Rabinovich M et al. Phys. Rev. Lett. 87 068102 (2001)
  64. Wicker B et al. Brain Res. Rev. 43 224 (2003)
  65. Kelley W M et al. J. Cognitive Neurosci. 14 785 (2002)
  66. Northoff G et al. NeuroImage 31 440 (2006)
  67. Broyd S J et al. Neurosci. Biobehav. Rev. 33 279 (2009)
  68. Gusnard D A, Raichle M E Nature Rev. Neurosci. 2 685 (2001)
  69. Gusnard D A et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 4259 (2001)
  70. Raichle M E et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98 676 (2001)
  71. Buckner R L, Andrews-Hanna J R, Schacter D L Ann. NY Acad. Sci. 1124 1 (2008)
  72. Hameroff S R Cognitive Sci. 31 1035 (2007)
  73. John E R Consciousness Cognition 10 184 (2001)
  74. Litt A et al. Cognitive Sci. 30 593 (2006)
  75. Penrose R Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness (Oxford: Oxford Univ. Press, 1996)
  76. Менский М Б УФН 175 413 (2005); Menskii M B Phys. Usp. 48 389 (2005)
  77. Wheeler J A, Zurek W H (Eds) Quantum Theory and Measurement (Princeton, NJ: Princeton Univ. Press, 1983)
  78. Hopfield J J Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79 2554 (1982)
  79. Cohen M A, Grossberg S IEEE Trans. Syst. Man Cybern. 13 815 (1983)
  80. Wills T J et al. Science 308 873 (2005)
  81. Абарбанель Г Д и др. УФН 166 363 (1996); Abarbanel H D et al. Phys. Usp. 39 337 (1996)
  82. Nowotny T, Huerta R, Rabinovich M I Chaos 18 037119 (2008)
  83. Friston K J Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 355 215 (2000)
  84. Koenig T, Marti-Lopez F, Valdes-Sosa O NeuroImage 14 383 (2001)
  85. Friston K J NeuroImage 5 164 (1997)
  86. Louis M et al. Nature Neurosci. 11 187 (2007)
  87. Смолянинов В В УФН 170 1063 (2000); Smolyaninov V V Phys. Usp. 43 991 (2000)
  88. Botvinick M M Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 362 1615 (2007)
  89. Abeles M et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92 8616 (1995)
  90. Bressler S L, Kelso J A S Trends Cognitive Sci. 5 26 (2001)
  91. Oullier O, Kelso J A S Trends Cognitive Sci. 10 353 (2006)
  92. Werner G Biosystems 90 496 (2007)
  93. Ito J, Nikolaev A R, van Leeuwen C Hum Brain Mapping 28 904 (2007)
  94. Sasaki T, Matsuki N, Ikegaya Y J. Neurosci. 27 517 (2007)
  95. Fingelkurts A A, Fingelkurts A A Cognitive Process 7 135 (2006)
  96. Chen Y, Bressler S L, Ding M Comput. Math. Organ. Theo. (2009), in press
  97. de Borda J C Memoire sur les Elections au Scrutin (Paris: Académie Royale des Sciences, 1781)
  98. Saari D G Basic Geometry of Voting (Berlin: Springer, 1995)
  99. Busse F H, Heikes K E Science 208 173 (1980)
  100. Rabinovich M I, Ezersky A B, Wiedman P D The Dynamics of Patterns (Singapore: World Scientific, 2000)
  101. Afraimovich V, Tristan I, Huerta R, Rabinovich M I Chaos 18 043103 (2008)
  102. Wilson H R, Cowan J D Kybernetik 13 (2) 55 (1973)
  103. Lotka A J Elements of Physical Biology (Baltimore: Williams and Wilkins, 1925)
  104. Свирежев Ю М, Логофет Д О Устойчивость биологических сообществ (М.: Наука, 1978)
  105. Свирежев Ю М в кн. Вольтерра В. Математическая теория борьбы за существование (М.: Наука, 1976)
  106. Базыкин А Д Математическая биофизика взаимодействующих популяций (М.: Наука, 1985); Bazykin A D Nonlinear Dynamics of Interacting Populations (Singapore: World Scientific, 1998)
  107. Rabinovich M I, Huerta R, Afraimovich V Phys. Rev. Lett. 97 188103 (2006)
  108. Huerta R, Rabinovich M Phys. Rev. Lett. 93 238104 (2004)
  109. Kifer Y Israel J. Math. 40 74 (1981)
  110. Stone E, Holmes P SIAM J. Appl. Math. 50 726 (1990)
  111. Aron A R Neuroscientist 13 214 (2007)
  112. Kelly A M C et al. NeuroImage 39 527 (2008)
  113. Jaffard M et al. NeuroImage 42 1196 (2008)
  114. Buzsáki G, Kaila K, Raichle M Neuron 56 771 (2007)
  115. Jones L M et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 18772 (2007)
  116. Кадомцев Б Б Динамика и информация 2-е изд. (М.: Редакция журнала "Успехи физических наук", 1999)
  117. Кадомцев Б Б УФН 164 449 (1994); Kadomtsev B B Phys. Usp. 37 425 (1994)
  118. Кадомцев Б Б УФН 165 967 (1995); Kadomtsev B B Phys. Usp. 38 923 (1995)
  119. Кадомцев Б Б УФН 173 1221 (2003); Kadomtsev B B Phys. Usp. 46 1183 (2003)
  120. Mazor O, Laurent G Neuron 48 9069 (2005)
  121. Stopfer M, Jayaraman V, Laurent G Neuron 39 991 (2003)
  122. Friedrich R W, Laurent G Science 291 889 (2001)
  123. Fox M D et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 9673 (2005)
  124. Fox M D et al. Neuron 56 171 (2007)
  125. Just M A, Varma S Cognitive Affect. Behav. Neurosci. 7 153 (2007)
  126. Hawkins J, Blakeslee S On Intelligence (New York: Times Books, 2004)
  127. Yamashita Y, Tani J PLoS Comput. Biol. 4 e1000220 (2008)
  128. Rabinovich M I, Bick C (2009), submitted
  129. Иваницкий Г Р, Медвинский А Б, Цыганов М А УФН 164 1041 (1994); Ivanitskii G R, Medvinskii A B, Tsyganov M A Phys. Usp. 37 961 (1994)
  130. Чернавский Д С УФН 170 157 (2000); Chernavskii D S Phys. Usp. 43 151 (2000)
  131. Борисюк Г Н и др. УФН 172 1189 (2002); Borisyuk G N et al. Phys. Usp. 45 1073 (2002)
  132. Schyns P G, Gosselin F, Smith M L Trends Cognitive Sci. 13 20 (2009)
  133. Muezzinoglu M K et al. Int. J. Bifurcation Chaos (June) (2010), in press
  134. Varona P et al. Neurocomputing 58-60 549 (2004)
  135. Afraimovich V, Young T, Muezzinoglu M K, Rabinovich M I Bull. Math. Biol. (2010), to appear
  136. Glover H J. Traumatic Stress 5 643 (1992)
  137. Zeeman E C Catastrophe Theory: Selected Papers, 1972 - 1977 (Reading, MA: Addison-Wesley, 1977)
  138. Ellis H C, Ashbrook P W Mood and Memory: Theory, Research, and Applications (Ed. D Kuiken) (Newbury Park, CA: Sage Publ., 1991) p. 1-22
  139. Freud S The Standard Edition of the Complete Psychological Works of Sigmund Freud Vol. 1 (London: Hogarth Press, 1953) p. 283-397
  140. Katerndahl D et al. Prim. Care Companion J. Clin. Psychiatry 9 183 (2007)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение