Woher würde eine kognitiv getrennte Person ihre Gehirnsignale erregen?

Du scheinst zu fragen:

Ich interessiere mich wirklich dafür, wie das Gehirn neue elektrische Potentiale "ganz alleine" erzeugt.

und

ob [sic] das Gehirn „aufhören würde zu arbeiten“, was impliziert, dass aufgrund des Fehlens externer Impulse keine neuronale Aktivität mehr vorhanden ist.

Wenn Sie das Gehirn theoretisch von allen sensorischen Eingaben trennen würden, könnte es mehrere Aktivitätsquellen geben. Zum Beispiel:

• Zufälliges Geräusch. Neuronen sind chaotische Objekte, es gibt viele kleine und große Moleküle, die innerhalb und außerhalb der Zellen schweben. Darüber hinaus sind die Membranen selbst relativ dynamisch und mit Rezeptoren, Ionenkanälen und anderen Proteinen übersät, von denen einige regelmäßig wandern (siehe Lipidflöße ). Die Ionenkanäle (z. B. Natrium und Kalium ), die zu den elektrischen Strömen beitragen, die Aktionspotentiale erzeugen, können durch thermische Schwankungen beeinflusst werden und ändern daher ihren Offen-Geschlossen-Zustand auf stochastische Weise. Beachten Sie die Fluxationen in Abbildung 1 von Horn und Vandenberg (1984) , die von einem einzelnen Natriumkanal erhalten wurden.

• Einige Zellen feuern ohne äußere Stimulation . Zentrale Mustergeneratorschaltkreise sind ein Beispiel, Schrittmacherneuronen ein anderes. Schauen Sie sich Abbildung 1 von Alving (1968) an, wo ein isoliertes Neuron ohne externe Eingabe regelmäßige Spitzen zeigt. Man kann sich vorstellen, dass eine solche Spiking-Zelle mit anderen Neuronen verbunden sein könnte und diese ebenfalls zum Spiken bringen könnte.

• Verstärkungssteuermechanismen können das Rauschen verstärken. Wenn das Gehirn in Ihrem Szenario keinen sensorischen Input erhält, könnten die natürlichen Mechanismen zur Verstärkungsregelung , die versuchen, einen bestimmten Aktivitätsbereich aufrechtzuerhalten, die Verstärkung so weit erhöhen, dass die Schwankungen des thermischen Rauschens bewusst wahrgenommen werden. Beispielsweise kann eine sensorische Deprivation zu Halluzinationen führen, die durch eine Rauschverstärkung durch Verstärkungssteuerungsmechanismen erklärt werden könnten. Ein ähnlicher Mechanismus ist auch beim Ganzfeld-Effekt zu erkennen

Insgesamt könnte jeder oder eine Kombination der oben beschriebenen Mechanismen eine spontane Gehirnaktivität ohne externe Stimulation verursachen.

Physik

Vielleicht fragen Sie: "Woher würde die Energie oder das elektrische Potential kommen?" Kurze Antwort: Zucker. Oder auf zellulärer Ebene ATP. Der Punkt ist – Nervenimpulse von den Sinnen sind [wahrscheinlich] nicht die Hauptenergiequelle des Gehirns.

Interne Stimulation

Die fünf Sinne stimulieren das Gehirn von außen. Aber diese Stimulation braucht Zeit, um sich im Gehirn auszubreiten. Darüber hinaus ist die Funktionsweise des Gehirns keine Einbahnstraße. Signale können (und tun) Backpropagieren. Wenn Sie also den Eingang für eine Sekunde abschalten, wird die Signaltransduktion nicht sofort auf Null reduziert. Ja, im Laufe der Zeit würde die Gesamtaktivität wahrscheinlich erheblich abnehmen. Sie könnten dies testen, indem Sie jemanden in einen Isolationstank stecken und ein MRT machen. (Der sensorische Input ist in diesem Szenario nicht vollständig stummgeschaltet, aber deutlich reduziert.)

Das menschliche Gehirn verfügt sicherlich über interne Mechanismen, die es dem Geist ermöglichen, zuvor erlebte Reize abzurufen. Schon mal den Ausdruck „das geistige Auge“ gehört? Das ist ein Name für das Ding, das es uns ermöglicht, uns an Dinge zu erinnern, die wir zuvor gesehen, gehört, berührt oder geschmeckt haben – und uns Erfahrungen vorzustellen, die wir nie wirklich hatten. Kunst, Kreativität und sogar Halluzinationen kommen einem in den Sinn. (Mehr zum letzten in einer Sekunde. Aber zuerst ...)

... Reden wir über Träume! Der Zustand der getrennten Person ist dem Schlaf sehr ähnlich. Während des Schlafs wird der sensorische Input chemisch stumm geschaltet oder zumindest stark heruntergeregelt. Der Verstand schenkt seiner Umgebung nicht so viel Aufmerksamkeit. Wenn Sie besonders lange schlafen, „langweilt“ sich der Geist und findet Wege, sich selbst zu unterhalten, wie zum Beispiel beim Träumen. Denken Sie an einen Gefangenen, der jahrelang eingesperrt war und dessen Hauptunterhaltungsquelle tatsächlich das eigene Selbst ist. Dies ist ein weiteres Beispiel für die Idee: Wenn es keine Neuheit in der Stimulation von der Außenwelt gibt, arbeitet das Selbst daran, die Neuheit herzustellen, nach der es sich sehnt.

Auch Drogen. Halluzinogene Chemikalien wie Psilocybin (in „magischen“ Pilzen enthalten), LSD und DMT können dazu führen, dass Menschen ihre Sinne zugunsten einer neuartigeren, intern erzeugten Stimulation ignorieren. DMT-Anwender verwenden oft „traumhaft“, um ihre Erfahrungen zu beschreiben, und die Parallelen zwischen einem halluzinogenen „Trip“ und einem gewöhnlichen „Traum“ sind ziemlich offensichtlich.

Nehmen wir also an, Ihre Sinne sind plötzlich abgeschnitten. Wenn Sie noch nie geträumt, etwas visualisiert, ein Lied in Ihrem Kopf gehört, eine sexuelle Fantasie gehabt oder sich auf andere Weise etwas vorgestellt haben, glaube ich nicht, dass Ihr Verstand "aufhören würde zu arbeiten"!

Künstliche neuronale Netze vs. menschliche Gehirne

Ein Gehirn ist eine Art von Verstand.

Eine andere Art von Geist ist ein künstliches neuronales Netzwerk oder ANN. Meines Wissens haben alle ANNs Eingaben.

Ein Gehirn ohne Sinne wäre wie ein neuronales Netzwerk ohne Eingaben. Aus dem Grund, den ich gerade erwähnt habe, berechnet das nicht wirklich (ha.). Aber ein biologisches Gehirn hat etwas mehr zu bieten als die einfachen kleinen Computergehirne, die unsere Suchmaschinen und sozialen Netzwerke betreiben. ANNs simulieren nur EINIGE Merkmale des menschlichen Gehirns – insbesondere Neuronen und die Signale, die sie aneinander weiterleiten. Zusätzlich zu den Neuronen und Signalen haben menschliche Gehirne viele Chemikalien, wie Zucker und Neurotransmitter, die ihre Funktion beeinflussen.

Die meisten ANNs sind so konzipiert, dass sie einen Satz von Eingaben nehmen und ihn in einen Satz von Ausgaben umwandeln. Für einen Menschen ist "eine Reihe von Eingaben" nicht klar definiert, da unsere Existenz nicht rahmenweise zu sein scheint (bis Sie vielleicht WIRKLICH in die Physik einsteigen). Wir erhalten kontinuierlich Input und produzieren kontinuierlich Output. Viele, viele Operationen pro Sekunde!

Der Punkt ist: Bei einem einfachen neuronalen Feed-Forward-Netzwerk würde das Abschneiden der Eingabe dazu führen, dass es nicht mehr funktioniert, ja. Aber es gibt Versionen von neuronalen Netzen (konvolutionell, glaube ich?), die Neuronen enthalten, die in vorherige Schichten zurückkoppeln, und diese, wie der menschliche Verstand, werden weiterhin Ausgaben produzieren, lange nachdem die Eingabe auf Null reduziert wurde. Tatsächlich würde ein sehr spezifisches (und man könnte sagen unwahrscheinliches) neuronales Netzwerk erforderlich sein, um eine Nullausgabe zu erzeugen, wenn eine Nulleingabe gegeben wird. Die meisten, die ich gesehen habe, sind mit zufälligen Gewichtungen initialisiert. Ich denke, ein menschliches Gehirn ist nicht gerade zufällig, wenn es wächst. Aber ein Baby tritt (Output) in den Mutterleib, bevor es viel "Input" erhalten hat!