意识的循环:数学模型如何描述冥想的连续阶段

编辑者: Elena HealthEnergy

意识的循环:数学模型如何描述冥想的连续阶段-1

在专注冥想的过程中,意识并非如流水般平稳滑行,而是在不同的阶段间切换:从对呼吸的高度集中到产生空间感,再到对观察过程本身的细微觉知。一项最新研究提出了一种数学模型,能够通过大脑皮层大规模神经元群体的动力学过程来重现这些阶段性的转变。

来自法国国家科学研究中心(CNRS)L2S实验室的科学家——M. Virginia Bolelli、Luca Greco和Dario Prandi——展示了一项研究成果,该研究结合了异宿动力学与离散神经场模型。根据约一天前在arXiv上发布的预印本论文,这种结合能够描述专注冥想练习中特有的周期性活动模式。

以往大多数关于冥想的神经科学研究主要关注整体性的变化,例如θ波律动的增强或前额叶皮层的改变。这些数据固然重要,却无法解释意识状态严谨有序切换的内在机制。而这项新模型填补了这一空白,揭示了神经元群体内部的相互作用如何产生稳定的模式,并引发状态间的相互切换。

其核心机制在于,异宿循环允许神经元集群通过不稳定点从一个稳定状态过渡到另一个状态。可以将其想象为一个带有多个凹陷的地形:在每个凹坑中,代表当前活动模式的“小球”可以停留很长时间,但由刻意转移注意力引起的微小扰动,会使其滚动到相邻的凹坑中。作者认为,这正是冥想过程中认知阶段按序展开的方式。

这种研究方法对意识作为一种连续过程的本质提出了挑战。与强调信息全局传播的理论不同,该模型侧重于产生有序序列的局部群体相互作用。显然,这一框架不仅有助于理解冥想,对探索包括睡眠特定阶段或催眠在内的其他意识改变状态也具有重要意义。

目前该模型仍处于理论阶段,作者强调需要通过高精度的脑活动记录进行验证。即便如此,它也为审视冥想练习如何影响神经动力学轨迹提供了新的视角。如果后续研究证实了这些预测,它将改变意识研究的方法,转而强调意识的离散周期性结构。

从更广泛的视角来看,这项研究提醒我们,即使是最主观的体验,在神经元群体的组织中也拥有严谨的数学基础,并促使人们思考日常生活中注意力的转移是否同样遵循着这类隐秘的循环。

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来源

  • Modeling sequential cognitive states via population level cortical dynamics

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