人脑的热力学性质与希尔伯特空间
生物物理
2021-12-20 v2 混沌动力学
摘要
任何宏观系统都由大量微观粒子组成。根据统计物理，系统的宏观性质实现为相应微观性质的统计平均。本研究中提出一种基于统计物理系综理论的模型。具体而言，将由 Leading Eigenvector Dynamics Analysis（LEiDA）确认的功能连接（FC）模式视为系统的微观态，静态功能连接（SFC）视为宏观态。当 SFC 可写为这些 FC 模式的线性组合时，即认识到这些 FC 模式是有效的微观态，其相关行为的统计结果可描述 SFC 的相应性质。此情形下，系综理论中的热力学函数由这些微观态表达。我们将该模型应用于研究氯胺酮对脑的生物效应，并由最大功原理证明，与对照组相比，注射氯胺酮的脑做功能力显著下降。此外，进一步研究了脑的量子力学算符，获得了由该算符特征向量张成的希尔伯特空间。力学算符与希尔伯特空间的确认，为利用量子力学研究脑系统开辟了巨大可能，这将开启相关神经科学研究的崭新纪元。
引用
@article{arxiv.2111.10578,
title = {Thermodynamic properties and Hilbert space of the human brain},
author = {Dongmei Shi and Meng Li and Martin Walter and Hamid R. Noori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.10578},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 2 figures,2 tables