Neuroelektrodynamika

V elektrofyziologii, neuroelektrodynamice nebo NED je studium dynamiky a interakce elektrických nábojů v mozku. Slovo neuroelektrodynamika je odvozeno od „neuro“, což znamená neurony, „elektro“, pro elektrické pole, a „dynamika“, což znamená pohyb.

Hlavní myšlenkou NED je, že pod vlivem elektrických polí náboje, které na sebe vzájemně působí, provádějí výpočty a jsou schopny číst, zapisovat a ukládat informace ve svém prostorovém rozložení na molekulární úrovni v rámci aktivních neuronů. Fyzikální zákony, od klasické mechaniky a termodynamiky až po kvantovou teorii, mohou být podle této teorie použity k vytvoření konzistentního matematického modelu výpočtů mozku. NED tvrdí, že časové pozorovatelnosti spojené s neurálním kódováním (časové kódování, výskyt časování hrotů, plasticita závislá na časování hrotů a interval mezi hroty) jsou epifenomény určené dynamikou a interakcí elektrických nábojů modulovaných molekulárními změnami v hladinách neurotransmiterů, regulačními mechanismy genové exprese od DNA po syntézu proteinů.

NED upozorňuje na specifickou formu výpočtu podle interakce, která je navržena jako obecný fyzikální model výpočtu široce přítomný v přírodě. Pro udržení fyzické interakce je potřeba spontánní generování akčních potenciálů a synaptických činností. Během těchto událostí dochází k výměně požadovaných informací mezi molekulárními strukturami (proteiny), které uchovávají fragmenty informací, a generovaným elektrickým tokem, který přenáší a integruje smysluplné informace v mozku.

První práce začaly elektrofyziologickým pozorováním, že akční potenciály generované stejným neuronem nejsou všechny stejné; zobrazují změny v elektrických vzorcích, nejen časovou variabilitu.

Každý zaznamenaný akční potenciál může být charakterizován novou mírou, směrovostí hrotů, která popisuje elektrickou aktivitu v biologickém neuronu. Významné změny směrovosti hrotů korelují se změnami v chování. Protože informace jsou přenášeny akčními potenciály, pak jejich dynamika a interakce jsou navrženy tak, aby daly vzniknout složitým výpočetním procesům v mozku.