Нейрондық байланыс және сананың біртүтастығы мәселесі
Neural binding
Жұйке байланысы – сананың біртүтастығын түсіндіретін нейроғылыми аспект. Нейрондық белсенділіктің синхронды тербелістері арқылы ақпарат интеграцияланады, жедел реакцияға мүмкіндік береді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Нейробайланыс – бұл жалпыға белгілі байланыс проблемасының нейроғылымилық аспектісі: сананың біртүтастығы үшін толыққанды және тексерілетін модель құрудағы пәраралық қиындық. «Байланыс» термині адамның тұжырымдалған тәжірибесін қалыптастыру кезінде өте алуан түрлі нейрондық ақпараттың интеграциялануын білдіреді. Нейрондық байланыс гипотезасы бойынша, нейрондық сигналдар нейрондық белсенділіктің синхронды тербелістері арқылы жұптасады, бұл контекстке байланысты стимулдарға кең ауқымды жауаптар беруге мүмкіндік береді. Бұл динамикалық нейрондық желілер мидың түрлі жағдайларға бейімделуі мен нюансты жауап беруін қамтамасыз етеді деп саналады. Бұл желілердің байланысы мильсекундтар шамасында өте жылдам және уақытша болып табылады. Бұл құбылыстың тиімді механизмі (1) қатысушы (экзогендік) сигналдардың жаһандық сипаты мен олардың маңызды (эндогендік) қауымдастықтарын келістірудегі қиындықтарды, (2) төменгі деңгейдегі қабылдау процестері мен жоғары деңгейдегі танымдық процестер арасындағы интерфейсті, (3) сигналдарды анықтауды (кейде «маркировкалау» деп аталады) олар өңделгенде және ми бойынша бағытталғанда, және (4) сананың біртүтастығының пайда болуын қарастыруы керек. Нейрондық байланыстың ұсынылған адаптивтік функцияларына эндогендік үлгілермен туындаған галлюцинаторлық құбылыстардың алдын алу, сондай-ақ тек рефлекстік әрекеттермен басқарылатын мінез-құлқының алдын алу кіреді. Бұл модельде шешілуі керек бірнеше қиындық бар. Біріншіден, ол мидың әртүрлі аймақтарындағы (кортикальды және субкортикальды) сигналдарды интеграциялау механизмін қамтамасыз етуі керек. Сонымен қатар, ол бір-бірімен байланысты емес, бірінен-бірі бөлек сақталатын және біртұтас қарастырылуы тиіс сигналдардың бір мезгілде өңделуін түсіндіре білуі керек. Алайда, жарық сәулелері бір бағытта бағытталғанда, корреляциялық қатынас күшейді. Бұл идеяны қарастыратын мақалада: «Осылайша, корреляциялық белсенділік тек жасушалар бір «гештальттың» әртүрлі аспектілеріне жауап берген кезде ғана алынды». Адам бас терісінен алынған ЭЭГ-ні пайдаланған басқа зерттеулер гамма толқынының белсенділігін де зерттеді, бұл стимулдардың зейін алдындағы байланысына сәйкес келетінін көрсетті. Бұл тұжырымға қарсы, ғалымдардың басқа тобы (Трайсман және Геладе) механизмдер зейін алдында жұмыс істемейді деп сенді. Олар дұрыс байланыс жасау үшін назар қажет деп болжады. Сондықтан олар өз теориясын «зейінге негізделген байланыс» деп атады. Зейінге негізделген байланыс идеясы, егер адам көптеген ерекшеліктері бар объектіге назар аударса, ол уақыт өте келе сол объектінің және оның сипаттамаларының тұжырымдалған бейнесін қалыптастырады. Бұл сипаттамалар, назар арқылы өңделгеннен кейін, қысқа мерзімді естелік ретінде немесе эпизодтық естеліктер ретінде сақталуы мүмкін. Он жылдан кейін Фрэнсис Крик пен Кристоф Кох бұл модельді одан әрі дамытып, алыстағы нейрондардың синхрондалуын уақытша гамма толқынының тербелісі арқылы, оған назар аудару арқылы түсіндірді. 1995 жылы Франсиско Варела нейрондық жиынтықтардың жұптасуындағы тербелістік фазаның маңызды рөлін анықтады. Уақытша байланыс гипотезасы алғаш рет нейрондық байланыстың комбинаторлық проблемасын шешудің жолы ретінде ұсынылды, ол нейрондық байланыста байқалатын күрделілік деңгейіне жету үшін, функциясы мен қауымдастығы бір-біріне сәйкес келетін нейрондар арасында жасалуы керек болатын байланыстардың өте көп санын атап көрсетеді. Қазіргі уақытта әзірленіп жатқан заманауи модельдер осы маңызды артықшылығына байланысты және жаһандық ми тербелістерінің болуын тәжірибелік түрде дәлелдеуге байланысты уақытша синхрондылық құрылымын сақтайды.
Neural binding is the neuroscientific aspect of what is commonly known as the binding problem: the interdisciplinary difficulty of creating a comprehensive and verifiable model for the unity of consciousness. "Binding" refers to the integration of highly diverse neural information in the forming of one's cohesive experience. The neural binding hypothesis states that neural signals are paired through synchronized oscillations of neuronal activity that combine and recombine to allow for a wide variety of responses to context dependent stimuli. These dynamic neural networks are thought to account for the flexibility and nuanced response of the brain to various situations. The coupling of these networks is transient, on the order of milliseconds, and allows for rapid activity. A viable mechanism for this phenomenon must address (1) the difficulties of reconciling the global nature of the participating (exogenous) signals and their relevant (endogenous) associations, (2) the interface between lower perceptual processes and higher cognitive processes, (3) the identification of signals (sometimes referred to as “tagging”) as they are processed and routed throughout the brain, and (4) the emergence of a unity of consciousness. Proposed adaptive functions of neural binding have included the avoidance of hallucinatory phenomena generated by endogenous patterns alone as well as the avoidance of behavior driven by involuntary action alone. There are several difficulties that must be addressed in this model. First, it must provide a mechanism for the integration of signals across different brain regions (both cortical and subcortical). It must also be able to explain the simultaneous processing of unrelated signals that are held separate from one another and integrated signals that must be viewed as a whole. Yet when the light rays were then pointed in the same direction, the correlative relationship was stronger. A paper addressing this idea states, "Thus, correlated activity was only obtained when cells responded to different aspects of the same 'Gestalt'". Other studies using EEGs from the human scalp also examined gamma wave activity, showing how stimuli seemed to be in accordance with preattentive binding. To contrast this, another group of scientists (Treisman & Gelade) believed that the mechanisms did not work preattentively. They postulated that in order to make correct bindings there had to be attention. Hence, they called their theory "attentional binding." The idea of attentional binding is that, as someone places their attention on an object with multiple features, they develop over time a coherent representation of that object and the characteristics that it holds. These characteristics, after being processed through attention, can be stored in short term memory or as episodic memories. A decade later Francis Crick & Christof Koch developed the model further by explaining the synchronization of distant neurons by transient gamma wave oscillations being guided by attention. By 1995, Francisco Varela had established the importance of the role of the oscillatory phase in the pairing of neuron assemblies. The Temporal Binding Hypothesis was first proposed as a way of addressing the combinatorial problem of neural binding, which emphasizes the impossibly large number of connections that would have to be made between neurons of overlapping function and association in order to achieve the degree of observable complexity in neural binding. Modern models that are currently being developed often retain the structure of temporal synchrony due to this significant advantage as well as the strong experimental support for the existence of global brain oscillations.
Гамма жолағының белсенділігі
Нейрондардың таралған топтары гамма жиіліктерінде (әдетте 30–80 Гц) тербеліп тұратыны көптен бері байқалып келеді.
It has been widely observed that distributed collections of neurons oscillate within the gamma band of frequencies (typically between 30–80 Hz)
Фазалық жұптастыру механизмдері
Вареланың моделі жасушалық жинақтардың таңдалуын сипаттайды, кейде резонанстық немесе қайталамалы (Лоренте де Но) тізбектер деп аталатын олар, уақытша импульстік фазалық синхронизация арқылы үлкен ансамбльге біріктіріледі. Бұл байланыстың бір уақытта болуының түсіндірудегі қиындыққа жауап береді, өйткені ол көптеген сигналдардың бір-біріне кедергісіз, үндесетін жиілік диапазонында параллель түрде таралуына мүмкіндік береді.
Varela’s model describes the selection of cellular assemblies, sometimes referred to as resonant or reverberating (Lorente de Nó) circuits, as being integrated into a larger ensemble by transient spike phase locking. This addresses the explanatory difficulty of the simultaneous nature of binding because it allows many signals to be in transit in parallel within an overlapping frequency range without interference.
Сын
Уақытша байланысты модельдер кейбір мамандар тарапынан тым кең ауқымды және негізсіз болжамдарға толы деген сындарға ұшырады. Бұл пікір көбінесе жүйке функциясының дәстүрлі моделін қолдау үшін айтылады.
The temporal binding models have been criticized by some for being unwarranted in their far reaching speculative nature. This claim is usually made in favor of a more classical model of neural function.
Кванттық модельдер
Кейбір жақындағы модельдер кванттық теорияны байланыстырудың негізгі нейрондық динамикасының құрамдас бөлігі ретінде енгізді, себебі кванттық механиканың жоғары түсіндіру күші бар және қазіргі модельдердің байланыстыру механизмінің күрделігін түсіндіруге жеткіліксіздігі туралы талаптар бар. 2001 жылы да Роша уақытша байланыс гипотезасының негізгі құрылымын пайдаланған модельді жасады, онда жаһандық фазалық синхронизация ақпаратты таратудың басты механизмі болды, бірақ жергілікті деңгейде жүзеге асырылатын кванттық есептеудің маңыздылығын атап өтті. Гипотеза көптеген тәуелсіз зерттеушілердің ферритинде (осы нейрондарда кең таралған темір сақтау ақуызы) бөлме температурасында және қалыпты жағдайларда электрондық туннельдеуді байқауына негізделген. Бұл механизмнің функциясы – әрекетті таңдауға көмектесу, бірақ өзінің ішкі механизмі күшті электрон-электрондық өзара әрекеттесулерге байланысты физикалық механизм арқылы миллиондаған когнитивтік және сенсорлық нейрондық сигналдарды интеграциялай алады. Гипотеза осы нейрондардың кейіннен тәжірибе жүзінде расталған бірқатар физикалық қасиеттерін болжады, мысалы, субстанция нигра парс компакта (SNc) тініндегі электрондық туннельдеу және SNc тініндегі ферритиннің ретсіз массивтерінің болуы. Гипотеза сондай-ақ SNc тініндегідей ретсіз ферритин массивтерінің ұзақ қашықтықтағы электрондық тасымалды қолдауға және коммутациялық немесе маршрутизациялық функцияны қамтамасыз етуге қабілетті болуы керек деп болжады, және бұл екеуі де кейіннен расталды. CNET сонымен қатар ең үлкен SNc нейрондарының әрекетті таңдауға қатысатынын болжады. Бұл болжау бұрынғы ұсыныстарға қайшы келді, онда бұл нейрондардың функциясы дофамин арқылы күтілетін сыйақы сигналдарына негізделген. Алайда, Гарвард медицина мектебінің докторы Паскаль Кайзер басқаратын команда бұл нейрондардың CNET-тің бұрынғы болжамдарымен сәйкес қозғалысты кодтайтынын көрсетті. CNET механизмі әлі тікелей байқалмаған, бірақ ферритинге бекітілген кванттық нүктелі флюорофорларды немесе электрондық туннельдеуді анықтауға арналған басқа талдау әдістерін қолдану арқылы оны байқау мүмкін.
Some more recent models have incorporated quantum theory as a component of the underlying neural dynamics behind binding due to the strong explanatory power of quantum mechanics and their claim of the insufficiency of current models for explaining the complexity of the binding mechanism. In 2001, da Rocha developed a model which utilized the basic structure of the Temporal Binding Hypothesis, with global phase synchronization being a primary mechanism of distributing information, but emphasized the importance of a quantum computation performed on a local level. The hypothesis is based in part on the observation by many independent researchers that electron tunneling occurs in ferritin (an iron storage protein that is prevalent in those neurons) at room temperature and ambient conditions. The function of this mechanism would be to assist in action selection, but the mechanism itself would be capable of integrating millions of cognitive and sensory neural signals, using a physical mechanism associated with strong electron electron interactions. The hypothesis predicted a number of physical properties of these neurons that have been subsequently observed experimentally, such as electron tunneling in substantia nigra pars compacta (SNc) tissue and the presence of disordered arrays of ferritin in SNc tissue. The hypothesis also predicted that disordered ferritin arrays like those found in SNc tissue should be capable of supporting long range electron transport and providing a switching or routing function, both of which have been subsequently observed. CNET also predicted that the largest SNc neurons should mediate action selection. This prediction was contrary to earlier proposals about the function of those neurons that were based on predictive reward dopamine signaling. However, a team led by Dr. Pascal Kaiser of Harvard Medical School subsequently demonstrated that those neurons code movement, consistent with the earlier predictions of CNET. While the CNET mechanism has not yet been directly observed, it may be possible to do so using quantum dot fluorophores tagged to ferritin or other analytical techniques for detecting electron tunneling.
Синхронды емес модельдер
Көптеген уақытқа қатысты емес теориялар иерархиялық құрылымдарға негізделген нейрондық сигналды классикалық түсінік бойынша сақтап қалуға тырысады. Бұл белгілі бір нейрондық тізбектерге сигналдардың жиналуына, сондай-ақ арнайы есептеулік бөлімшелер арқылы сигнал беру жолдарының динамикалық бағытталуына сүйенеді. Бұл модельдер комбинаторлық және байланыс мәселелеріне ұшырауы мүмкін, бұл тек қана импульс жиілігі кодтау арқылы дәстүрлі ақпараттың бір-бірге сәйкес берілуіне байланысты туындайтын табиғи салдар болып табылады. Бұл модельдер сонымен қатар сигналдарды үздіксіз бағыттауды және біріктіруді талап етеді, бұл бақылаушыны (пульвинарлық ядролар деп ұсынылады) немесе нейрондық жиынтықтардың спонтанды түрде өзін-өзі құрастыру механизмін болжайды.
Many non temporal theories attempt to retain a more classical conception of neuron signaling based on hierarchical structures. This relies on the convergence of signals upon specific neural circuits as well as the dynamic routing of signaling pathways through specialized computational sub assemblies. These models can be vulnerable to the combinatorial and connectivity problems, which come as a natural consequence of depending solely on one to one communication of conventional information via spike rate coding. These models also require the seamless directing and combining of signals, which either assumes a controller (proposed to be the pulvinar nuclei) or a mechanism for the spontaneous self assembly of neural ensembles.
Сезімталдық
Нейрондық байланысқа қатысты тәжірибелік дәлелдердің көп бөлігі дәстүрлі түрде сезімдік санамен байланысты болды. Сезімдік сананы іске асыру үшін нәрселерді біріктіру, оларды танымдық тұрғыдан қабылдау және содан кейін бөліп, жалпы алғанда, бейне жасау қажет. Бір нысанды қабылдаудың мүмкіндіктері шексіз болғандықтан, бұл зерттеудің ерекше саласы болып табылады. Мидің белгілі бір нәрселерді желі арқылы біріктіру әдісі, жалпы қабылдау үшін ғана емес, сонымен қатар сегментация үшін де маңызды. Сезімдік сананың көп бөлігі нысанның бір бөлігін алып, оның барлық сипаттамаларын біріктіруден тұрады, нәтижесінде ми нысанды соңғы түрінде қабылдайды. Сегментацияны түсіну және мидің нысанды қалай қабылдауын зерттеудің көп бөлігі мысықтарды зерттеу арқылы жүргізілді. Осы зерттеудің маңызды табысы – 40 Гц жиілігінде тербелетін гамма толқындарын түсінумен байланысты. Ақпарат мысықтың көру қабығын пайдалана отырып жүргізілген зерттеуден алынған. Зерттеу көрсеткендей, қабықша нейрондары әртүрлі кеңістіктегі нысандарға әртүрлі жауап береді. Бұл нейрондардың атылу жиілігі 40–60 Гц аралығында болды және бақылау кезінде нысанның әртүрлі бөліктерін қарағанда синхронды түрде атылғаны байқалды. Мұндай үйлесімді жауаптар мидің нысанның пішінін жасау үшін белгілі бір нейрондарды біріктіретін кодтау түрін қолданатынын көрсетеді. Ми осы сегменттелген бөліктерді қадағалаусыз біріктіретіндіктен, бұл көптеген философтармен (мысалы, Зигмунд Фрейд) үндес келеді, олар саналы ойлау процестерінің барлық аспектілерін қалыптастыруға көмектесетін жасырын сананың бар екенін теориялайды. Осы әртүрлі аймақтардан келетін көптеген атулардың белгілі бір сыртқы оқиғаға бірігуі үшін арқалық таламустың көмегі қажет. Арқалық таламустың негізгі ұйымдастырушы екені дәлелденбеген, бірақ ол нейрондық белсенділікті жинау және миде және оның сыртында болып жатқан оқиғаларды тез үйлестіру үшін қажетті профильге ие. Арқалық таламустың өзі және оның айналасындағы таломокортикальды аймақ алынған хабарламаларға жылдам жауап беруге мүмкіндік беретін жылдам кернеуге тәуелді мембраналық потенциалдық тербелістерді тудыра алады. Бұл аймақты қамтитын каналдардың түрлері GABAергиялық деп есептеледі. Сезімдік сана жылдам болуы керек болғандықтан, бұл аймақта натрий мен калийдің шегі өте төмен. Таламус және қабық – танымдық және сезімдік сананың маңызды анатомиялық құрылымдары. Бұл нейрондардың қалай атылатынын және осы күйлердің әрқайсысында (REM және Ояну) бір-бірімен қалай байланысатынын түсіну сананы және оның нейрондық байланысқа қатынасын түсіну үшін маңызды. Ояу күйде жануарлардың нейрондық белсенділігі ағымдағы ортаға байланысты өзгереді. Ортаның өзгеруі миға стресс түсіреді, сондықтан сезімдік нейрондар синхронды түрде атылғанда, олар жаңа жағдайға бейімделеді. Бұл жаңа жағдай гиппокампқа көшіріліп, кейін пайдалану үшін сақталуы мүмкін. Джеймс Ньюман мен Энтони А. Грейс өздерінің «Уақыт арқылы байланыстыру» мақаласында былай деді: «Гиппокамп – инферотемпоральді шығыстарды негізгі қабылдаушы және жұмыс есін ұзақ мерзімді, эпизодтық естеліктерге бекітуге жататын субстрат ретінде белгілі». «Эпизодтарды» тіркеу «ағылу» үшін қолданылады, ол сезімдік санаға қайта кіретін белгілі бір ақпаратты таңдау арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Эпизодтық естеліктердің ағыны мен құрылуы егер нейрондық байланыс екі синхронды тербелісті беймәлім түрде байланыстырмаса мүмкін емес. Осы тербелістердің жұптасуы дұрыс сезімдік материалды енгізуге көмектеседі. Егер бұл жұптық тербелістер жаңа болмаса, онда когнитивті тұрғыдан бұл атулар оңай түсініледі. Егер жаңа атулар болса, ми жаңа түсінікке бейімделуі керек. Әсіресе, гиппокамп эпизодтық жад, жұмыс жады және тілді игеруге қатысты байланысқа қатысады. Опицтің айтуынша, бұл мүмкін, өйткені гиппокамп қатынастық байланысты реттеуге жарамды барлық критерийлерге сәйкес келеді және оның белсенділік үлгілеріне сүйене отырып, ол қатысы бар болуы мүмкін.
Much of the experimental evidence for neural binding has traditionally revolved around sensory awareness. Sensory awareness is accomplished by integrating things together by cognitively perceiving them and then segmenting them so that, in total, there is an image created. Since there can be an infinite number of possibilities in the perception of an object, this has been a unique area of study. The way the brain then collectively pieces certain things together via networking is important not only in the global way of perceiving but also in segmentation. Much of sensory awareness has to do with the taking of a single piece of an object's makeup and then binding its total characteristics so that the brain perceives the object in its final form. Much of the research for the understanding of segmentation and how the brain perceives an object has been done by studying cats. A major finding of this research has to do with the understanding of gamma waves oscillating at 40 Hz. The information was extracted from a study using the cat visual cortex. It was shown that the cortical neurons responded differently to spatially different objects. These firings of neurons ranged from 40–60 Hz in measure and when observed showed that they fired synchronously when observing different parts of the object. Such coherent responses point to the fact that the brain is doing a kind of coding where it is piecing certain neurons together in the works of making the form of an object. Since the brain is putting these segmented pieces together unsupervised, a significant consonance is found with many philosophers (like Sigmund Freud) who theorize an underlying subconscious that helps to form every aspect of our conscious thought processes. In order for these multiple firings from multiple areas to be combined into a specific extrinsic event, there must be help from the dorsal thalamus. It is not proven whether the dorsal thalamus is the primary organizer, but it does fit the specific profile for collecting neuronal activity and rapidly coordinating between what is happening in the brain and outside of it. The space in and around the dorsal thalamus, the thalomocortical area, is able to generate fast voltage dependent membrane potential oscillations which allow it to react quickly to received messages. The types of channels that cover this area are presumed to be GABAergic. Since sensory awareness needs to be quick, the threshold for sodium and potassium in this area is quite low. The thalamus and cortex are important anatomical features in cognitive and sensory awareness. The understanding of how these neurons fire and relate to one other in each of these states (REM and Waking) is paramount to understanding awareness and its relation to neural binding. In the waking state, neuronal activity in animals is subject to changes based on the current environment. Changes in environment act as a form of stress on the brain so that when sensory neurons are then fired synchronously, they acclimate to the new state. This new state can then be moved to the hippocampus where it can be stored for later use. In the words of James Newman and Anthony A. Grace in their article, "Binding Across Time" this idea is put forth: "The hippocampus is the primary recipient of inferotemporal outputs and is known to be the substrate for the consolidation of working memories to long term, episodic memories." The logging of "episodes" is then used for "streaming", which can mediate by the selective gating of certain information reentering sensory awareness. Streaming and building of episodic memories would not be possible if neural binding did not unconsciously connect the two synchronous oscillations. The pairing of these oscillations can then help input the correct sensory material. If these paired oscillations are not new, then cognitively these firings will be easily understood. If there are new firings, the brain will have to acclimate to the new understanding. Particularly, the hippocampus has been implicated in binding that is involved with episodic memory, working memory, and language acquisition. According to Opitz, this is viable because the hippocampus meets all criteria to be suitable for the regulation relational binding and, based on its patterns of activity, it is likely that it is involved.
Аутизм
Бірнеше зерттеушілер нейрондық байланыстағы қиындықтар мен аутизм спектрінің бұзылулары арасындағы клиникалық байланыс бар екенін ұсынды. Аутистік мидың белгілі бір аймақтары, әсіресе әлеуметтік танымға қатысты аймақтар арасында байланыс жеткіліксіздігі бар деген болжам бар. Сонымен қатар, нейрондық жасушалардың кейбір жиынтықтарында шамадан тыс байланыс болуы мүмкін деп санайды. Зерттеушілердің пікірінше, осы нейрондық желілердің үйлесімсіздігі аутизмнің ерекше белгілеріне – әлеуметтік танымның/өзара әрекеттесудің бұзылуына және қайталанатын мінез-құлықтарға алып келеді. Аутизмде аномальды байланыс пайда болатынын көрсететін маңызды дәлел бар. Аутистік ми өмірдің алғашқы кезеңдерінде өте жылдам дамиды, бұл қабықша байланыстарының қалыптасуында проблемалар тудыруы мүмкін. Осы ерте дамудың шамадан тыс болуы аутизмдегі байланыс бұзылуына себеп болуы мүмкін деген гипотеза бар. Аутистік мидың диффузиялық тензорлық бейнелеу арқылы жүргізілген зерттеулері осы оймен сәйкес келеді, себебі олар әлеуметтік таным және басқа адамның ойын түсіну қабілетімен байланысты ми аймақтарында миелиннің азаюын көрсетеді (қ. Миелин). Бұл аутистік мидың байланысының нашар екенін растайтын қосымша дәлел болып табылады.
Several researchers have suggested a clinical link between difficulties in neural binding and autism spectrum disorders. It has been postulated that there is a level of underconnectivity between certain areas of the autistic brain, specifically those areas that involve social cognition. They also hypothesize that there may be overconnectivity within certain neuronal cell assemblies. Researchers have suggested that these issues with coherence of neural networks give rise to the hallmark autistic symptoms, namely, impaired social cognition/interactions and repetitive behaviors. There is one major piece of evidence suggesting that abnormal connectivity occurs in autism. Autistic brains are known to develop very rapidly early in life, and this could cause problems in the development of cortical connections. It has been suggested that this early overdevelopment may be a cause for the impaired connectivity in autism. Diffusion tensor imaging studies of autistic brains are consistent with this idea, as they show reduced myelination (see:Myelin) in the areas of the brain that deal with social cognition and theory of mind, or one’s ability to comprehend what another person may be thinking. This provides further evidence for underconnectivity of the autistic brain.
Шизофрения
Сонымен қатар, байланыстағы мәселелер шизофренияға тән бұзылған психикалық жағдайға әкелуі мүмкін. Шизофрениямен ауыратын науқастар "сананың ыдырауы" сезінеді, ол галлюцинациялар, қате пікірлер және жалпы ретсіз ойлауды қамтиды. Бұл психикалық дезорганизацияның бұзылған байланыс салдарынан туындаған жүйке жүйесінің дезорганизациясынан пайда болатыны болжанады, және бұл бұзылған жағдайдағы күрделі психикалық процестердің пайда болуымен одан әрі усложняшается. Бұл, по сути, мидың нейрондық күрделілігінің патологиялық артуы ретінде қарастырылуы мүмкін. Шизофрениямен байланысты диссоциативтік симптомдар мен дезорганизацияланған сөйлеу осы идеямен сәйкес келеді. Сонымен қатар, мидың реттеуші механизмдері арасындағы бұзылған байланыс оның нейрондық желілерінің синхронды белсенділігінің жетіспеуіне әкелуі мүмкін.
It is also possible that problems with binding give way to the fractured mental state that is characteristic of schizophrenia. Schizophrenic patients experience a “disintegration of consciousness” which involves hallucinations, delusions, and generally disordered thinking. It is hypothesized that this mental disorganization is caused by underlying neural disorganization due to disordered binding, which is then further complicated by the occurrence of complex mental processes in this disordered state. This can essentially be viewed as a pathological rise in the neural complexity of the brain. The dissociative symptoms and disorganized speech associated with schizophrenia are consistent with this idea. It is also possible that disordered binding between the regulatory mechanisms of the brain gives rise to a lack of synchronized activation of its neural networks.
Анестезия
Биохимиялық деңгейде сананың негізгі механизмдерін тереңірек түсінудің практикалық маңызы бар, ол тиімдірек және сенімдірек анестетиктерді жасауға көмектеседі. Анестезияның ессіздік тудыру қабілеті жақсы белгілі болғандықтан, бұл әдіс сананы зерттеу үшін ерекше пайдалы. Бұл көбінесе бір сәтте орын алып, сананың тұтастығының күйреуі сезімін береді. Стюарт Хамерофф – сана ғылымын дамытуға осы әдісті қолдаушы белгілі анестезиолог.
A deeper understanding of the mechanisms underlying consciousness on the biochemical level has practical implications which extend to the development of more effective and reliable anesthetics. This method is especially useful for the study of consciousness because of anesthetic's well known ability to elicit unconsciousness. This often happens in a single moment, giving the impression of a collapse of conscious coherence. Stuart Hameroff is a notable anesthesiologist who promotes this method in the development of a science of consciousness.