Este documento discute um modelo de dinâmica da consciência baseado em itinerância caótica entre atratores representando memórias associativas em redes neurais. O modelo propõe que a consciência é composta por transições não determinísticas entre estados mentais representados por atratores em um espaço de configuração neural. A itinerância caótica entre esses estados permite que a consciência se desloque de forma imprevisível, similarmente ao "fluxo da consciência" descrito por William James.

1. Itinerância caótica como
modelo de dinâmica da
consciência
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – 09/09/2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

2. Metáforas e Modelos

3. Multiestabilidade visual

4. O “fluxo da consciência”
de William James
 Quando temos uma rápida visão geral do maravilhoso fluxo de nossa
consciência, o que nos impressiona em primeiro lugar é o diferente ritmo de
suas diferentes porções. A nossa vida mental, como a vida de um pássaro,
parece ser feita de uma alternância de voos e pousos (...). Os locais de
descanso são geralmente ocupados por imaginações sensoriais de algum
tipo, cuja peculiaridade é que eles podem ser mantidos frente à mente por
um tempo indefinido, e contemplados sem alteração; os locais de voo estão
cheios de pensamentos de relações, estáticos ou dinâmicos, obtidas em sua
maior parte entre as matérias contempladas nos períodos de repouso
comparativo.
 Vamos chamar os lugares de descanso as "partes substanciais" e os locais de
voo de "parte transitiva" da corrente do pensamento. Podemos então dizer
que o fim principal do nosso pensamento é em todos os momentos alcançar
alguma outra parte "substancial" do que aquela que acabamos de ser
desalojada. E pode-se dizer que o principal uso das partes transitivas é para
nos conduzir de uma conclusão substantiva para outra.

5. Referências e Colaboradores

6. Redes Neuronais de Atratores

7. Relaxação da rede no relevo de
“energia”
Trajetória no espaço de
configuração:
O ponto representa o sistema
inteiro com N neurônios,
ou seja, o vetor S = {S1, S2, S3,...,SN}

8. Atratores = Memórias associativas

9. Transição entre atratores

10. Itinerância caótica

11. Equações do Modelo
Estado S(t) dos neurônios
Sinapses
Parte fixa das sinapses
que define os atratores ξμ
Parte variável das sinapses
(depressão sináptica), que
desestabiliza os atratores.

12. Itinerância = visitação dos atratores

13. A itinerância é caótica?

14. O “fluxo da consciência” de
William James é caótico
No fluxo da vida real, do rio mental, a palavra
de Heráclito é provavelmente verdade:
nunca nos banhamos duas vezes na mesma
água. Como poderíamos, quando a estrutura
do nosso próprio cérebro está continuamente
crescendo diferente sob a pressão da
experiência?
Para uma sensação idêntica a se repetir, ele
teria que se repetir em um cérebro sem
modificações, o que é uma impossibilidade. O
órgão, depois de estados intervenientes, não
pode reagir como fazia antes deles
acontecerem.

15. Caos = forte dependência das
condições iniciais = impreditibilidade
Separação entre dois estados
iniciais que diferiam em apenas
um neurônio com diferença
ΔS = 10-15

16. Transições deterministas, não térmicas.
Frequências de transição Tμν do padrão ν para o
padrão μ não são uniformes.

17. Código neural espaço-temporal
combinatorial

18. Exemplo: código olfativo
 N = 1000 glomérulos (PHebb = 0.14 N = 140)
 P = 50 padrões
 Q = 3 padrões itinerantes por odor
 Odores = 𝐶 =
𝑃!
𝑃−𝑄 !𝑄!
= 19600
 Distinção de odores em humanos ≈ 20 mil

19. Bônus: Frequência de transição
entre atratores e tempo subjetivo?

20. Bônus: Teoria de Crick-Michson de enfraquecimento
de atratores obsessivos durante sonhos funciona
muito bem com itinerância caótica
Dreams, endocannabinoids and itinerant
dynamics in neural networks: re elaborating
Crick-Mitchison unlearning hypothesis
Osame Kinouchi (USP)
Renato Rodrigues Kinouchi (UFABC)
revised 12 Jul 2010 (this version, v3)
arXiv:cond-mat/0208590v3

21. James Clerk Maxwell
Maxwell on Chaos
Brian R. Hunt and James A. Yorke
“Ninguém, suponho, atribuiria a um livre arbítrio mais do
que intervalo infinitesimal. Nenhum leopardo pode
mudar suas manchas, nem pode alguém apenas
desejando introduzir uma descontinuidade em seu curso
da existência ... No curso desta nossa vida mortal mais
ou menos frequentemente encontrar nós mesmos em
um divisor de águas física ou moral, onde um
imperceptível desvio é suficiente para determinar em
qual dos dois vales vamos descer.
Todos os grandes resultados produzidos pela aventura
humana dependem em se tomar vantagem desses
estados singulares quando eles ocorrem.”
Bifurcações e caos são condições necessárias (mas não
suficientes) para o conceito de livre arbítrio.