寻找记忆和思想背后的物理定律
我们大脑中庞大的神经元网络会产生复杂的行为,比如动作和思想。现在,物理学家想要了解支配这种突发现象的规律。
来源:《Discover》杂志物理定律的奇怪特征之一是,其中许多似乎是许多较小组成部分的批量行为的结果。例如,气体中的原子和分子以巨大的速度移动。当在容器中受到约束时,这些颗粒会不断撞击表面产生力。
,但不必知道所有粒子的速度以确定这种力。取而代之的是,它们的影响平均分为可预测且可测量的散装特性,称为压力。
由于物理定律控制了它们,因此温度,密度和弹性(密度和弹性)(诸如温度,密度和弹性)非常有用。一百多年前,像威拉德·吉布斯(Willard Gibbs)和其他人这样的物理学家确定了这些法律的数学特征以及物理学家和工程师现在在实验室实验到大型工业过程的所有事物中的统计速记。
所谓的统计物理学的成功增加了其他由大量相似实体组成的系统也可能具有自己的“物理定律”。特别是,物理学家长期以来一直希望神经元的庞大特性可能适合这种方法。
神经物理
单个神经元的行为已被充分理解。但是,将它们融合到网络中,并出现了更重要的行为,例如感官感知,记忆和思想。希望这些系统的统计或数学方法可以揭示描述神经系统和大脑的庞大行为的神经物理定律。
“物理学界是一个古老的梦想,为这些和其他新兴生活现象提供统计力学描述,”华盛顿大学和普林斯顿大学的威廉·比亚莱克(William Bialek)说,他们在这一领域进行了审查。
紧急行为
参考:真实神经元网络的统计力学:arxiv.org/abs/2409.00412