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Una nueva teoría en física pretende resolver el misterio de la conciencia

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Resumen: La conciencia no puede reducirse simplemente a la actividad neuronal, dicen los investigadores. Un nuevo estudio informa que la dinámica de la conciencia puede entenderse mediante un marco conceptual y matemático recientemente desarrollado.

La fuente: Universidad Bar Ilán

¿Cómo 3 libras de tejido cerebral crean pensamientos, sentimientos, imágenes mentales y un mundo interior?

La capacidad del cerebro para crear conciencia ha desconcertado a algunos durante milenios. El misterio de la conciencia radica en que cada uno de nosotros tiene una subjetividad, algo así como sentir, sentir y pensar.

A diferencia de estar bajo anestesia o en un sueño profundo sin sueños, mientras estamos despiertos no estamos “viviendo en la oscuridad”, estamos experimentando el mundo y a nosotros mismos. Pero cómo el cerebro crea la experiencia consciente y qué área del cerebro es responsable de ella sigue siendo un misterio.

Según el Dr. Nir Lahav, físico de la Universidad Bar-Ilan en Israel, “es todo un misterio porque parece que nuestra experiencia consciente no puede provenir del cerebro y, de hecho, no puede provenir de ningún proceso físico”.

Por extraño que parezca, la experiencia consciente en nuestro cerebro no se puede encontrar ni reducir a actividad neuronal.

«Piénselo de esta manera», dice el Dr. Zakaria Neemeh, filósofo de la Universidad de Memphis, «cuando siento felicidad, mi cerebro crea un patrón distintivo de actividad neuronal compleja. Este patrón neuronal coincidirá perfectamente con mi sentimiento. consciente de la felicidad, pero es no mi sentimiento real. Es solo un patrón neuronal que representa mi felicidad. Es por eso que un científico que mira mi cerebro y ve este patrón debería preguntarme cómo me siento, porque el patrón no es el sentimiento en sí, solo una representación de él.

Como resultado, no podemos reducir la experiencia consciente de lo que percibimos, sentimos y pensamos a actividad cerebral. Simplemente podemos encontrar correlaciones con estas experiencias.

Después de más de 100 años de neurociencia, tenemos muy buena evidencia de que el cerebro es responsable de crear nuestras habilidades conscientes. Entonces, ¿cómo es que estas experiencias conscientes no se encuentran en ninguna parte del cerebro (o del cuerpo) y no pueden reducirse a ninguna actividad del complejo neuronal?

Este misterio se conoce como el difícil problema de la conciencia. Es un problema tan difícil que hasta hace unas décadas solo los filósofos hablaban de él y aún hoy, aunque hemos avanzado mucho en nuestra comprensión de las bases neurocientíficas de la conciencia, todavía no existe una teoría adecuada que explique qué es la conciencia. es y cómo resolver este difícil problema.

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El Dr. Lahav y el Dr. Neemeh publicaron recientemente una nueva teoría física en la revista Fronteras en Psicología que pretende resolver el difícil problema de la conciencia de una manera puramente física.

Según los autores, cuando cambiamos nuestra hipótesis sobre la conciencia y asumimos que es un fenómeno relativista, el misterio de la conciencia se disuelve naturalmente. En el artículo, los investigadores desarrollaron un marco conceptual y matemático para comprender la conciencia desde una perspectiva relativista.

Según el Dr. Lahav, autor principal del artículo, «la conciencia debe estudiarse con las mismas herramientas matemáticas que los físicos usan para otros fenómenos relativistas conocidos».

Para comprender cómo la relatividad resuelve el difícil problema, piense en un fenómeno relativista diferente, la velocidad constante. Elijamos dos observadores, Alice y Bob, donde Bob está en un tren que se mueve a velocidad constante y Alice lo observa desde el andén. no hay una respuesta física absoluta a la pregunta de qué tan rápido es Bob.

La respuesta depende del marco de referencia del observador.

A partir del marco de referencia de Bob, medirá que está quieto y que Alice, junto con el resto del mundo, se está alejando. Pero desde el marco de Alice, Bob es el que se mueve y ella está quieta.

Aunque tienen medidas opuestas, ambas son correctas, solo que desde diferentes marcos de referencia.

Dado que, según la teoría, la conciencia es un fenómeno relativista, encontramos la misma situación en el caso de la conciencia.

Ahora Alice y Bob están en diferentes marcos cognitivos de referencia. Bob medirá que tiene experiencia consciente, pero Alice solo tiene actividad cerebral sin signos de la experiencia consciente real, mientras que Alice medirá que ella es la que tiene conciencia y Bob solo tiene actividad neuronal sin ningún índice de su experiencia consciente.

Al igual que en el caso de la velocidad, aunque tienen medidas opuestas, ambas son correctas, pero desde diferentes marcos de referencia cognitivos.

En consecuencia, debido al punto de vista relativista, no hay problema con el hecho de que medimos diferentes propiedades desde diferentes marcos de referencia.

El hecho de que no podamos encontrar la experiencia consciente real al medir la actividad cerebral se debe a que estamos midiendo desde el marco de referencia cognitivo incorrecto.

Según la nueva teoría, el cerebro no crea nuestra experiencia consciente, al menos no a través de cálculos. La razón por la que tenemos experiencia consciente se debe al proceso de medición física.

En pocas palabras, diferentes medidas físicas en diferentes marcos de referencia manifiestan diferentes propiedades físicas en esos marcos, aunque esos marcos midan el mismo fenómeno.

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Por ejemplo, supongamos que Bob mide el cerebro de Alice en el laboratorio mientras experimenta felicidad. Aunque observan diferentes propiedades, en realidad miden el mismo fenómeno desde diferentes puntos de vista. Debido a sus diferentes tipos de medidas, diferentes tipos de propiedades se manifiestan en sus marcos de referencia cognitivos.

Para que Bob pueda observar la actividad cerebral en el laboratorio, debe usar medidas de sus órganos sensoriales como sus ojos. Este tipo de medición sensorial manifiesta el sustrato que provoca la actividad cerebral: las neuronas.

Después de más de 100 años de neurociencia, tenemos muy buena evidencia de que el cerebro es responsable de crear nuestras habilidades conscientes. La imagen es de dominio público

Por lo tanto, en su marco cognitivo, Alice solo tiene actividad neuronal que representa su conciencia, pero ningún signo de su propia experiencia consciente real. Pero, para que Alice mida su propia actividad neuronal como felicidad, utiliza diferentes tipos de medidas. Ella no usa órganos sensoriales, mide sus representaciones neuronales directamente por la interacción entre una parte de su cerebro con otras partes. Mide sus representaciones neuronales según sus relaciones con otras representaciones neuronales.

Esta es una medida completamente diferente de lo que hace nuestro sistema sensorial y, por lo tanto, este tipo de medición directa manifiesta un tipo diferente de propiedad física. A esta propiedad la llamamos experiencia consciente.

En consecuencia, desde su marco de referencia cognitivo, Alice mide su actividad neuronal como una experiencia consciente.

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Usando las herramientas matemáticas que describen los fenómenos relativistas en la física, la teoría muestra que si la dinámica de la actividad neuronal de Bob pudiera alterarse para parecerse a la dinámica de la actividad neuronal de Alice, entonces los dos estarían en el mismo marco cognitivo de referencia y tendrían exactamente la misma experiencia consciente. como el otro.

Ahora los autores quieren continuar examinando los pasos mínimos exactos que cualquier sistema cognitivo necesita para crear conciencia.

Las implicaciones de tal teoría son enormes. Se puede aplicar para determinar qué animal fue el primer animal en el proceso evolutivo en volverse consciente, cuándo un feto o bebé comienza a estar consciente, qué pacientes con conciencia alterada están conscientes y qué sistemas de IA ya tienen conciencia en un grado bajo. (si lo hay) de la conciencia.

Acerca de estas Noticias de Investigación en Conciencia y Física

Autor: Elana Oberlander
La fuente: Universidad Bar Ilán
Contactar: Elana Oberlander – Universidad Bar-Ilan
Imagen: La imagen es de dominio público

Investigacion original: Acceso libre.
«Una teoría relativista de la conciencia” por Nir Lahav et al. Fronteras en Psicología


Resumen

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Una teoría relativista de la conciencia

Durante las últimas décadas, el estudio científico de la conciencia ha aumentado considerablemente nuestra comprensión de este esquivo fenómeno. Sin embargo, a pesar del desarrollo crítico de nuestra comprensión del lado funcional de la conciencia, todavía nos falta una teoría fundamental sobre su aspecto fenoménico.

Hay una «brecha explicativa» entre nuestro conocimiento científico de la conciencia funcional y sus aspectos fenoménicos «subjetivos», llamado el «problema difícil» de la conciencia. El aspecto fenoménico de la conciencia es la respuesta en primera persona a la pregunta «¿a qué se parece?», y hasta ahora se ha mostrado reacio a dirigir la investigación científica.

Los dualistas naturalistas sostienen que se compone de un elemento de realidad primitivo, privado y no reductor que es independiente de los aspectos funcionales y físicos de la conciencia. Los ilusionistas, por otro lado, argumentan que esto es solo una ilusión cognitiva y que todo lo que existe son, en última instancia, propiedades físicas, no fenómenos.

Argumentamos que las posiciones dualistas e ilusionistas están equivocadas porque asumen tácitamente que la conciencia es una propiedad absoluta que no depende del observador.

Desarrollamos un argumento conceptual y matemático para una teoría relativista de la conciencia en la que un sistema tiene o no tiene conciencia fenoménica. hacia algún observador.

La conciencia fenomenal no es privada ni delirante, solo relativista. En el marco de referencia del sistema cognitivo será observable (perspectiva en primera persona) y en otro marco de referencia no lo será (perspectiva en tercera persona). Estos dos marcos de referencia cognitivos son correctos, como en el caso de un observador que afirma estar en reposo mientras que otro afirma que el observador tiene una velocidad constante.

Dado que la conciencia es un fenómeno relativista, no se puede favorecer ninguna posición de observador, ya que ambos describen la misma realidad subyacente. Con base en los fenómenos relativistas de la física, hemos desarrollado una formalización matemática de la conciencia que cierra la brecha explicativa y resuelve el difícil problema.

Dado que el marco de referencia cognitivo en primera persona también ofrece observaciones legítimas sobre la conciencia, concluimos argumentando que los filósofos pueden contribuir de manera útil a la ciencia de la conciencia colaborando con los neurocientíficos para explorar la base neural de las estructuras fenoménicas.

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Space Machines Company se asocia con Anywaves

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Antena de banda S Anywaves. Crédito: Anywaves

Edimburgo, 6 de octubre de 2022. – La empresa australiana de logística y transporte espacial Space Machines Company (SMC) se asoció con el fabricante de equipos de antena Anywaves para respaldar su primera misión en el segundo trimestre de 2023, dijo SMC.

SMC eligió a SpaceX como proveedor de lanzamiento para su misión Roll Out. Mientras tanto, SMC probará la capacidad de su vehículo de transferencia orbital (OTV) Optimus de 270 kg. La OTV proporcionará servicios de logística en el espacio y mejorará las capacidades de proveedor de servicios de última milla de la empresa. La demostración también será una oportunidad para que SMC obtenga soluciones de calificación y prueba de vuelo para varias cargas útiles y clientes.

El Optimus OTV es una de las naves espaciales comerciales más grandes diseñadas, fabricadas y ensambladas en Australia, según SMC.

Las antenas de telemetría, seguimiento y control (TT&C) de banda S de Anywaves permitirán a SMC proporcionar comunicaciones con estaciones terrestres. Las antenas aseguran que la conexión se mantenga incluso durante las fases críticas de la misión. También protegen el enlace descendente de telemetría esencial al tiempo que proporcionan autoridad de mando sobre la nave espacial.

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Los valles antiguos pueden mostrar cómo los casquetes polares responderán al cambio climático: NPR

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Una vista aérea de los icebergs y la capa de hielo cerca de Pituffik, Groenlandia.

Kerem Yucel/AFP vía Getty Images


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Kerem Yucel/AFP vía Getty Images

Una vista aérea de los icebergs y la capa de hielo cerca de Pituffik, Groenlandia.

Kerem Yucel/AFP vía Getty Images

Durante las edades de hielo de la Tierra, gran parte de América del Norte y el norte de Europa estaban cubiertos por enormes glaciares.

Hace unos 20.000 años, estos casquetes polares comenzaron a derretirse rápidamente y el agua resultante tuvo que ir a alguna parte, a menudo debajo de los glaciares. Con el tiempo, se formaron enormes valles bajo el hielo para drenar el agua del hielo.

Un nuevo estudio sobre cómo se derritieron los glaciares después de la última edad de hielo podría ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo podrían reaccionar los casquetes polares actuales al calor extremo resultante del cambio climático, dicen los autores del estudio.

El estudio publicado esta semana en Revisiones de Ciencias del Cuaternarioayudó a aclarar cómo, y con qué rapidez, se formaron estos canales.

«Nuestros resultados muestran, por primera vez, que el mecanismo más importante es probablemente el derretimiento del verano en la superficie del hielo, que llega al lecho a través de grietas o conductos similares a chimeneas y luego fluye bajo la presión de la capa de hielo para cortar el hielo». canales”, dijo Kelly Hogan, coautora y geofísica del British Antarctic Survey.

Investigadores han descubierto miles de valles bajo el Mar del Norte

Al analizar los datos de reflexión sísmica en 3D recopilados originalmente como parte de las evaluaciones de riesgo para las compañías de petróleo y gas, los investigadores han descubierto miles de valles en el Mar del Norte. Estos valles, algunos de los cuales datan de hace millones de años, ahora están profundamente enterrados bajo el lodo del lecho marino.

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Algunos de los canales eran enormes, tan grandes como 90 millas de ancho y tres millas de ancho («varias veces más grandes que el lago Ness», el grupo de investigación con sede en el Reino Unido anotó).

Un modelo digital de un canal masivo que transportaba agua de deshielo lejos de los antiguos glaciares.

James Kirkham/Servicio Antártico Británico


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James Kirkham/Servicio Antártico Británico

Un modelo digital de un canal masivo que transportaba agua de deshielo lejos de los antiguos glaciares.

James Kirkham/Servicio Antártico Británico

Lo que más sorprendió a los investigadores, dijeron, fue la rapidez con la que se formaron estos valles. Cuando el hielo se derritió rápidamente, el agua esculpió los valles durante cientos de años, a la velocidad del rayo, en términos geológicos.

«Este es un hallazgo emocionante», dijo el autor principal James Kirkham, investigador de BAS y la Universidad de Cambridge. «Sabemos que estos valles dramáticos se excavaron durante la agonía de los casquetes polares. Usando una combinación de técnicas de imágenes subterráneas de última generación y un modelo de computadora, aprendimos que los valles de los túneles pueden erosionarse rápidamente debajo de las capas de hielo. experimentando un calor extremo”,

Tradicionalmente se cree que los canales de agua de deshielo estabilizan los glaciares que se derriten y, por extensión, el aumento del nivel del mar, al ayudar a amortiguar el colapso de las capas de hielo, dijeron los investigadores.

Los nuevos hallazgos podrían complicar este panorama. Pero la velocidad a la que se formaron los canales significa que su inclusión en los modelos actuales podría ayudar a mejorar la precisión de las predicciones sobre el derretimiento actual de la capa de hielo, agregaron los autores.

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Hoy en día, solo quedan dos grandes casquetes polares: Groenlandia y la Antártida. La velocidad a la que se derriten es probable que aumente a medida que el clima se calienta.

«La pregunta crítica ahora es si este flujo ‘adicional’ de agua de deshielo a través de los canales hará que nuestras capas de hielo fluyan más rápido o más lento hacia el mar», dijo Hogan.

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Horoscopo

Las simulaciones de supercomputadoras revelan cómo un impacto gigante podría haber formado la Luna

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Crédito: Universidad de Durham

Científicos pioneros del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham han utilizado las simulaciones de supercomputadoras más detalladas hasta la fecha para revelar una explicación alternativa para el origen de la Luna hace 4.500 millones de años. Reveló que un impacto gigante entre la Tierra y un[{» attribute=»»>Mars-sized body could immediately place a Moon-like body into orbit around Earth.

High-end simulations

In their search for scenarios that could explain the present-day Earth-Moon system, the researchers simulated hundreds of different impacts at high resolution, varying the angle and speed of the collision as well as the masses and spins of the two colliding bodies. These calculations were performed using the SWIFT open-source simulation code, run on the DiRAC Memory Intensive service (“COSMA”), hosted by Durham University on behalf of the DiRAC High-Performance Computing facility.

La potencia informática adicional reveló que las simulaciones de baja resolución pueden pasar por alto aspectos cruciales de las colisiones a gran escala. Con simulaciones de alta resolución, los investigadores pueden descubrir características a las que no se podía acceder en estudios anteriores. Solo las simulaciones de alta resolución produjeron el satélite similar a la Luna, y los detalles adicionales revelaron cómo sus capas exteriores contenían más material de la Tierra.

Si gran parte de la Luna se formó inmediatamente después del impacto gigante, también podría significar que se derritió menos durante la formación que en las teorías tradicionales donde la Luna se convirtió en un disco de escombros alrededor de la Tierra. Dependiendo de los detalles de la solidificación posterior, estas teorías deberían predecir diferentes estructuras internas para la Luna.

El coautor del estudio, Vincent Eke, dijo: «Esta vía de formación podría ayudar a explicar la similitud en la composición isotópica entre las rocas lunares devueltas por los astronautas del Apolo y el manto de la Tierra. También puede estar allí. Tener consecuencias observables en el grosor de la corteza lunar, que nos permitiría comprender mejor el tipo de colisión que tuvo lugar.

Lo que es más, descubrieron que incluso cuando un satélite pasa tan cerca de la Tierra que uno esperaría que las «fuerzas de marea» de la gravedad de la Tierra lo destrozaran, el satélite puede sobrevivir. . De hecho, también puede ser empujado a una órbita más amplia, a salvo de futuras destrucciones.

Un abanico de nuevas posibilidades

Jacob Kegerreis, investigador principal del estudio, dijo: “Esto abre una nueva gama de posibles puntos de partida para la evolución de la Luna. Nos embarcamos en este proyecto sin saber exactamente cuáles serían los resultados de estas simulaciones de muy alta resolución. Entonces, además de la gran revelación de que las resoluciones estándar pueden dar respuestas incorrectas, fue muy emocionante que los nuevos resultados pudieran incluir un satélite en órbita parecido a la Luna.

Se cree que la Luna se formó después de que la joven Tierra chocara con un objeto del tamaño de Marte llamado Theia hace 4500 millones de años. La mayoría de las teorías construyen la Luna por una acumulación gradual de escombros de este impacto. Sin embargo, esto ha sido cuestionado por mediciones de rocas lunares que muestran que tienen una composición similar al manto de la Tierra, mientras que el impacto produce escombros que provienen principalmente de Theia.

Este escenario satelital inmediato abre nuevas posibilidades para la órbita lunar inicial, así como la composición prevista y la estructura interna de la Luna. Podría ayudar a explicar misterios sin resolver como la órbita inclinada de la Luna alejándose del ecuador de la Tierra; o podría producir una Luna temprana que no esté completamente derretida, lo que algunos científicos creen que podría encajar mejor con su delgada corteza.

Las numerosas misiones lunares por venir deberían revelar nuevas pistas sobre el tipo de impacto gigante que condujo a la Luna, lo que a su vez nos contará sobre la historia de la Tierra misma.

El equipo de investigación incluyó a científicos de[{» attribute=»»>NASA Ames Research Centre and the University of Glasgow, UK, and their simulation findings have been published in the Astrophysical Journal Letters.

Reference: “Immediate Origin of the Moon as a Post-impact Satellite” by J. A. Kegerreis, S. Ruiz-Bonilla, V. R. Eke, R. J. Massey, T. D. Sandnes and L. F. A. Teodoro, 4 October 2022, Astrophysical Journal Letters.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d96

The research was partly supported by a DiRAC Director’s Discretionary Time award and a Science and Technology Facilities Council (STFC) grant.

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