الرياضيات البوصلة للعقل والقلب

 الرياضيات البوصلة للعقل

(واحد في سلسلة من ستة مقالات في الرياضيات والطب التي يجري توزيعها من قبل مجلس السياسة المشتركة للرياضيات في الاحتفال بأسبوع الرياضيات الوعي 1994.) ماجلان المستحقة الكثير لالبوصلة، وهو جهاز بسيط الذي ساعد البحارة في العالم القديم التنقل بأمان عبر المحيطات الشاسعة من الأرض. ما إذا كان العلماء بوصلة لاستكشاف النهر الغامض الوعي البشري؟ جامعة California- سان فرانسيسكو الباحث دانا ريدنغتون يعتقد أن فرع من الرياضيات يسمى ديناميات غير الخطية قد توفر العلماء مع هذه الأداة.ريدنغتون هو psychophysiologist - عالم الذي يدرس طبيعة العلاقة بين العقل والجسم. وقال انه وشريك البحوث ستيفين ريبورد، وهو طبيب نفسي، تستخدم أدوات رياضية ديناميكية غير الخطية لتحليل معدل ضربات القلب طريقة الناس تتغير عندما يتحدثون إلى المعالجين. التجربة اليومية يخبرنا بأن القلب والعقل ترتبط. في "مكافحة أو الطيران" رد فعل الكلاسيكي، وهو تهديد مفاجئ أو ومضة من الغضب يرسل بخ الأدرينالين في الدم، مما تسبب في القلب جنيه. ريدنغتون وReidbord تبحث عن شيء أقل وضوحا من ذلك، ولكن. وهم يعتقدون أنه بسبب الطريقة التي يتم السلكية العقل والجسم معا، ما يظن الناس، ويشعر يمكن أن تؤثر على تعقيد معدل ضربات القلب - وكم يبطئ أو يسرع على مدى فترة من الزمن. العلماء بتسجيل هذه المعلومات باستخدام جهاز مراقبة القلب الإلكترونية. والمشكلة هي أن هذه التغييرات معدل ضربات القلب خفية ومعقدة، ويمكن التغاضي عنها بسهولة. هذا هو السبب في تحول ريدنغتون وReidbord إلى منطقة رياضية ديناميكية غير الخطية، التي تتعامل مع العمليات الطبيعية المعقدة جدا. "الشيء الذي هو مقنعة جدا حول ديناميات غير الخطية هو أن أشكال معقدة للغاية من السلوك يمكن وصفها معادلات بسيطة جدا وأنيقة تقريبا" ريدنغتون يفسر. شرح ما الديناميات غير الخطية هو كل شيء يمكن أن يكون صعبا. نصف من مدة بسيطة نسبيا، على الرغم من: ديناميات هو دراسة الحركة. رياضيا، لا يهم أي نوع من الحركة، سواء البندول يتأرجح أو الطريقة معدل ضربات القلب لشخص ما يبطئ أو يسرع. الجزء غير الخطية هو الصعب تحديد. جيري بونا، رئيس قسم الرياضيات في جامعة ولاية بنسلفانيا، ويقول أن أفضل طريقة لتحديد الديناميكيات غير الخطية هي بالقول ما هو عليه لا. عملية الخطية المعقدة، وهو ما يفسر، يمكن وصفها رياضيا تقسمها إلى أجزاء أبسط، وتحليل كل واحد على حدة، ومن ثم إضافة كل الإجابات حتى. من حيث المبدأ، وهذا هو مثل نظام خط التجميع المستخدمة لبناء السيارات. ولكن لكي نفهم نظام غير الخطية، لا يمكنك أن تفعل هذا. رياضيا، لا بد من النظر في النظام برمته في كل مرة. ريدنغتون والعديد من العلماء الآخرين عرض العقل كنظام غير الخطية. جزء من ذلك استقامة ينبع من حقيقة أن الدماغ متصل من خلال الجهاز العصبي إلى أعضاء أخرى من الجسم - والعكس بالعكس. الدماغ يحتوي على عدد من الدوائر المتداخلة، أو الساعات، ويوضح ريدنغتون. كل ينظم عملية مختلفة جسدي أو الجهاز: التنفس ومعدل ضربات القلب، والهضم، على سبيل المثال. وترتبط هذه الساعات لبعضها البعض والأسلاك من وظائف المخ العليا مثل التفكير والعاطفة. عندما تعمل الحق في كل شيء، وهذه العمليات جميعا أن نعمل معا للحد من إهدار الطاقة. على سبيل المثال، وفاز قلبك تغييرات طفيفة عند استنشاق للتعويض عن ضغط أكبر في تجويف الصدر.   ريدنغتون وReidbord تحاول إظهار أن هذه التحولات في واحدة من الساعات الداخلية في المخ - معدل ضربات القلب - وتعكس الحالات الذهنية تحويل لدينا. أنها تحدد هذه الحالات الذهنية وسائط مميزة للفكر، بدءا من الهدوء تأملي إلى الذعر تامة. "نحن نحاول استخدام علم وظائف الأعضاء - طريقة الأنماط في الجسم تحدث في الوقت المناسب - أن يقدم لنا المزيد من المعلومات حول ما يجري في رأس الشخص"، ويوضح ريدنغتون. هذا الزواج الرياضيات وعلم النفس قد يفسر في يوم من الأيام أفضل الروابط يشتبه منذ فترة طويلة بين العقل والصحة. ولكن بدقة من حيث العلم، يقول ريدنغتون، وديناميات غير الخطية هي مجرد أداة جيدة لاستكشاف الوعي البشري. "عندما تنظر من خلال المنظار، عليك أن تبدأ لنرى في الكثير من التفاصيل الدقيقة، وكنت أكثر قدرة على وصف الأشياء،" ريدنغتون يفسر. "هذا هو بالضبط ما أعتقد الديناميات غير الخطية هو كل شيء."