Гипотеза активации-синтеза - Activation-synthesis hypothesis

В гипотеза активации-синтеза, предложено Гарвардский университет психиатры Джон Аллан Хобсон и Роберт Маккарли, это нейробиологический теория мечты впервые опубликовано в Американский журнал психиатрии в декабре 1977 г. Различия в нейрональной активности мозговой ствол во время бодрствования и Быстрый сон наблюдались, и гипотеза предполагает, что сны возникают в результате мозг активация во время быстрого сна.^[1] С тех пор эта гипотеза претерпела эволюцию, поскольку технология и экспериментальное оборудование стали более точными. В настоящее время описанная ниже трехмерная модель под названием AIM Model используется для определения различных состояний мозга в течение дня и ночи. Модель AIM вводит новую гипотезу, что первичное сознание это важный строительный блок, на котором вторичное сознание построен.^[1]

Вступление

С развитием визуализация мозга технологии, цикл сна-бодрствования можно изучать как никогда раньше. Мозг можно объективно количественно оценить и идентифицировать как находящийся в одном из трех состояний: бодрствующий, Быстрый сон, и NREM сон благодаря этим передовым методам измерения. Было показано, что происходит глобальная деактивация мозга из состояния бодрствования в медленный сон и последующая реактивация во время быстрого сна в большей степени, чем во время бодрствования.^[1] Сознание и его подсостояния, первичное сознание и вторичное сознание, играют роль в определении состояния мозга. Первичное сознание - это простое осознание восприятие и эмоция; то есть осознание мира через продвинутые визуальные и моторная координация информация, которую получает ваш мозг.^[1] Вторичное сознание - это продвинутое состояние, которое включает как первичное сознание, так и абстрактный анализ, или мышление, и метакогнитивный компоненты или осознание того, что осознают.^[1] Большинство животных демонстрируют некоторые стадии первичного сознания, но экспериментально показано, что только люди испытывают вторичное сознание. Цикл бодрствования-медленного сна-быстрого сна необходим для психического здоровья млекопитающих. В ходе экспериментов было показано, что животные, неспособные войти в фазу быстрого сна, демонстрируют немедленную попытку быстрого перехода в стадии быстрого сна и долговременные эффекты на координацию движений и привычные двигательные привычки, что в конечном итоге приводит к смерти животного. Также было показано, что теплый животным может потребоваться сон для поддержания веса и температуры тела.

Фон

Просыпаться

Бодрствующее сознание - это осознание мира, нашего тела и самих себя.^[1] Сюда входят люди, испытывающие осознание того, что осознают самих себя, - способность, присущую людям. Это способность смотреть в зеркало и знать, что вы смотрите на себя, а не просто на другого человека. Бодрствование позволяет различать задачи и состояния мозга по умолчанию, а также различать фоновую и переднюю обработку.^[2] Бодрствование позволяет человеку не только осознавать себя и мир, но и иметь сознательную координацию движений и понимать разницу между потребностью и желанием, которая исходит из вторичного сознания.

Разница между сном и сном

Есть разница между просто сном и состоянием ума, называемым сновидением. Сон можно описать как недостаток осознания внешнего мира, что означает, что большие участки мозга, которые принимают и интерпретируют сигналы, в это время деактивируются, в то время как сновидения - это особое состояние сна, в котором, как было показано, наблюдается повышенная мозговая активность. ,^[1] предположение, что первичное сознание может быть активным во время сна. Действительно, во время сна мы сознательно осознаем наше окружение и, несомненно, имеем определенное восприятие и эмоции на протяжении всего сна, предполагая, что по крайней мере часть первичного сознания активируется во время сна.

Мечтать

Сновидение обладает всеми чертами первичного сознания, но создается в мозгу без внешней стимуляции. В отличие от состояния бодрствования мозг не может распознать собственное состояние; что это посреди сна и не то же самое, что и реальный мир.^[1] Мозг имеет целеустремленное состояние первичного сознания во время сновидений, что позволяет мозгу достичь большего восприятия и осознания единственного сценария из образов и снов.^[1] Это называется сознанием сновидения.

Четыре стадии сна

Четверка спать Стадии были идентифицированы следующим образом: стадия начала сна I, стадия поздней ночи II и стадии глубокого сна III и IV. Стадии глубокого сна III и IV происходят в течение первой половины ночи, а более легкие стадии I и II - во второй половине. Во время стандартных лабораторных измерений сна состояние сна и бодрствования изменилось. поведенческий, полиграфические и психологический проявление в понтин мозговой ствол. Эти состояния регулируются взаимными отношениями между двумя типами нейронных клеток, аминергическими ингибирующими клетками, такими как серотонин и норэпинефрин и холинергический возбуждающие клетки, такие как ацетилхолин. Изменения стадий сна происходят, когда кривые активности этих нейронов пересекаются. Стадия I быстрого сна - это состояние сна чуть выше и наиболее тесно связанное с первой стадией сна.

NREM

NREM-сон можно охарактеризовать как этапы сна, при которых активность мозга значительно снижается. Есть четыре различных стадии медленного сна. Мозг демонстрирует притупленные или ограниченные чувства восприятия, хотя мыслительный процесс оказался логичным и настойчивым.^[1] На этих этапах происходят эпизодические движения тела, хотя они и являются непроизвольными.

REM

Быстрый сон - это эволюционно недавнее поведение человека.^[3] REM означает быстрое движение глаз. Это самый глубокий сон, в который может погрузиться млекопитающее.^[3] Он регулируется мозговым мостиком. Младенцы проводят большую часть своего времени в фазе быстрого сна, и вместо того, чтобы переходить в фазу 1, они сразу переходят в фазу быстрого сна. Большая часть REM-сна происходит чуть выше I стадии сна и проявляет другие умственные способности, чем во время NREM-сна. Мыслительный процесс нелогичен и часто бывает причудливым, ощущения и восприятие яркие, но создаются внутри мозга, а движения тела подавляются.^[1] Большинство стадий REM длятся 10–15 минут, и средний человек проходит 4–6 из этих стадий во время сна каждую ночь. Последующие стадии REM увеличиваются по продолжительности, поэтому последняя стадия REM перед пробуждением является самой длинной и яркой. Во время быстрого сна мозг демонстрирует повышенные состояния минимального торможения, что ухудшает нашу способность распознавать состояние, в котором он находится; мечта.^[1] Было высказано предположение, что быстрый сон необходим для подготовки многих интегративных функций, одной из которых является сознание.^[1] Он поддерживает идею о том, что сон и сновидения необходимы для подготовки к процессам следующего дня. Научное отслеживание стадий быстрого сна можно измерить по нейронным сигналам в мозговом мостике. Можно измерить взаимодействия аминергических ингибирующих нейронов и холинергических возбуждающих нейронов, и быстрый сон наступает, когда аминергические клетки наименее активны, а холинергические клетки наиболее активны.^[1]

Эволюция REM

Было заявлено, что быстрый сон - это недавнее эволюционное поведение гомеотермных животных. В обоих случаях наблюдается учащение фазы быстрого сна на ранних этапах жизни. У людей период быстрого сна достигает пика в третьем триместре беременности и быстро спадает после рождения, поскольку первичное сознание снижается, а вторичное сознание растет с развитием мозга.^[1] Развитие контроля над стадиями сна и бодрствования предполагает, что сон и быстрый сон развились как способ самоактивации, чтобы предвидеть обстоятельства бодрствования.

Нейроническое моделирование

В рамках мосты, моделирование и отслеживание этих аминергических ингибирующих нейронов и холинергических возбуждающих нейронов происходит посредством изучения Волны PGO.^[4] Это фазические волны, которые возникают циклично и исходят из ствола моста (P), боковой коленчатый из таламус (G) и затылочная кора (О). Аминергический моноамины серотонин, норадреналин, гистамин, и дофамин сбалансированы между холинергическими сигналами ацетилхолина и играют роль в регуляции познания. Сила сигнала аминергических клеток минимальна во время быстрого сна, увеличивается во время медленного сна и максимальна при бодрствовании. Сила сигнала холинергических клеток наиболее высока во время быстрого сна, снижается во время медленного сна и минимальна в период бодрствования. Изменения состояния и фазы сна происходят при пересечении двух путей активности.

Теория

Развитие сознания - это постепенный, трудоемкий и продолжающийся всю жизнь процесс, основанный на более примитивном генераторе виртуальной реальности, более определяемый в наших снах, и использующий его.^[1] Таким образом, развитие вторичного сознания в течение жизни требует пустого сознания, которое во время быстрого сна создает воображаемое «я», которое имеет движения и испытывает эмоции.^[1] Это экспериментальное состояние, не связанное с осознанием, и это состояние, или протосознание, может быть достигнуто в детстве. Это протосознание - это протосознание, созданное в раннем возрасте мозгом в качестве строительного блока для развития сознания, и обеспечивает внутренние предсказания внешних входов, созданных сновидениями.

Оригинальная модель гипотезы активации-синтеза

Хобсон и Маккарли первоначально предположили в 1970-х годах, что различия в цикле сна с медленным и быстрым бодрствованием являются результатом взаимодействий между аминергическими клетками с выключенным REM и холинергическими клетками с включенным REM.^[5] Это было воспринято как модель активации-синтеза, согласно которой активация мозга во время быстрого сна приводит к синтезу создания сновидений.^[1] Пять основных характеристик Хобсона включают в себя: сильные эмоции, нелогичное содержание, очевидные сенсорные впечатления, некритическое принятие событий сновидений и трудности с запоминанием.^[6]

Текущая модель - AIM

Благодаря развитию технологий с момента первоначального предложения были собраны новые экспериментальные данные и разработаны дополнительные механистические детали управления нейронами. Было определено, что состояния сознания можно описать тремя значениями, а модель AIM - это модель, которая использует эти значения для представления сходств и различий между бодрствованием и сновидением. Это трехмерный пространство состояний модель, описывающая различные состояния мозга и их изменение в течение дня и ночи. Он состоит из трех различных значений: A - активация, I - стробирование ввода-вывода и M - модуляция. Однако модель ограничена тем, что еще не может объяснить региональные различия в активности мозга, которые отличают быстрый сон от бодрствования. Другие ограничения включают невозможность количественно идентифицировать и измерить M у людей. Во время бодрствования и активации первичного и вторичного сознаний наблюдались высокие значения A, I и M, но во время быстрого сна наблюдались высокие значения A, но низкие I и M.^[1]

Протосознание

Протосознание - это шаблон сознания, который возникает во время сна и на котором могут быть построены другие процессы ментального сознания. В раннем детстве было сказано, что это протосознание - это то место, где вторичные аспекты сознания первоначально развиваются и проверяются первичным сознанием, и человек может медленно развивать увеличенное вторичное сознание на протяжении всей своей жизни по мере того, как его протосознательный шаблон далее расширяется, развивается и создает более яркие идеи и представления о вторичном сознании.

Активация (А)

Большие части мозга, которые активируются и посылают сигналы во время бодрствования, неактивны во время медленного сна и снова активируются во время быстрого сна. Он основан на том факте, что мозг и его нервные цепи пластичны и саморегулируются, особенно в том, что касается его собственной активации и инактивации. Это наблюдали в двух экспериментах: развитие сонливости после разрушения дофаминового нейрона в черная субстанция в средний мозг, и открытие ретикулярная активирующая система, которые являются визуальными сигналами, получаемыми нашими глазами и нашим мозгом, которые начинают процесс бодрствования, это бодрствующее сознание зависит от сна.^[7]^[8] После этих исследований стало ясно, что уровни активности и качество сознания являются функциями активации и деактивации мозга.^[1]

Стробирование входа-выхода (I)

Было показано, что внутренняя активация мозга связана с подавлением как внешних сенсорных входов, так и моторных выходов.^[1] Это означает, что мозг активно отключен во время фазы быстрого сна, а ствол мозга гарантирует координацию факторов I и A через управление входом-выходом в стволе мозга.^[9] Волны PGO играют роль в способности мозга оставаться во сне, составляя строительные блоки для восприятия и управления мелкой моторикой через их фазовую координацию.^[10] Поэтому было предложено использовать сигналы PGO при построении визуальных образов снов.^[11]

Модуляция (M)

Высвобождение нейромодулятора аминергических нейронов оказывает широкое химическое влияние на мозг; они приказывают другим нейронам сохранять или отбрасывать записи обработанной информации.^[12] Механика модуляции в настоящее время неизвестна, и модуляцию еще предстоит определить количественно. Качественно аминергическая модуляция оказалась сильной во время бодрствования, но ниже во время сна, но необходимо провести дополнительные исследования. Многочисленные исследования вышли из дисциплины вычислительная нейробиология что поддерживает модель AIM. Теория Metalearning в частности, описывает, как эти нейромодуляторы способствуют динамическому обучению,^[13] несмотря на то, что все модели интерпретации соответствуют модели AIM.

Подразумеваемое

Трехмерная модель AIM показывает, что во время цикла состояний мозга бодрствование - NREM-REM, мозг постоянно динамически изменяется, и что это пространство состояний, описываемое AIM, имеет бесконечное количество субрегионов, кроме трех основных.^[14] Он предполагает, что через протосознание активация мозга во время сна необходима для развития и поддержания бодрствующего сознания и других функций мозга более высокого порядка, таких как решение проблем. Это предполагает возможность того, что состояние бодрствующего сознания присутствует только у людей из-за эволюции обширных корковых структур в головном мозге.^[1] Сновидение - это состояние мозга, которое похоже на бодрствующее сознание, но отличается от него, и взаимодействие и корреляция между ними необходимы для оптимальной работы обоих. В одном исследовании измеряли активность мозга с помощью ЭЭГ использовали модель AIM Хобсона, чтобы показать, что в количественном отношении сознание во сне удивительно похоже на бодрствующее сознание.^[15]