Список нерешенных проблем в нейронауке

Ниже приведен список известных нерешенных проблем в области нейронауки . Проблема считается нерешенной, если ответ неизвестен или если среди экспертов существуют значительные разногласия относительно предлагаемого решения.

Сознание

Сознание :
- Как можно определить сознание?
- Какова нейронная основа субъективного опыта , познания, бодрствования, бдительности , возбуждения и внимания ?
  - Проблема связывания : как именно объекты, фон и абстрактные или эмоциональные особенности объединяются в единый опыт?
  - Какова нейронная основа личности ?
- Квантовый разум : играют ли квантово-механические явления, такие как запутанность и суперпозиция , важную роль в функционировании мозга и могут ли они объяснить важнейшие аспекты сознания ? ^[1]
- Существует ли « трудная проблема сознания »?
  - Если да, то как она решается?
  - Головокружительный вопрос : почему определенный субъект опыта является «живым» с данной точки зрения?
- Какова функция сознания, если она вообще есть? ^[2]^[3]
  - Проблема ментальной причинности : как именно ментальные состояния вызывают преднамеренные действия?
- Какова природа и механизм околосмертных переживаний ?
  - Как можно определить смерть? Может ли сознание существовать после смерти?
  - Если сознание генерируется мозговой активностью, то каким образом некоторые пациенты с физически изношенным мозгом внезапно обретают краткий момент восстановленного сознания перед смертью — явление, известное как терминальная ясность сознания ?
- Какие существа обладают сознанием?
  - Сознание животных : какие животные или другие формы жизни обладают сознательным опытом?
  - Возможны ли философские зомби ?
  - Как можно проверить, обладает ли существо квалиа или нет?
Проблема представления : как именно функционирует разум (или как мозг интерпретирует и представляет информацию о мире)? ^[4]
- Байесовский разум : осмысливает ли разум мир, постоянно пытаясь делать прогнозы в соответствии с правилами байесовской вероятности ?
- Вычислительная теория разума : является ли разум системой манипуляции символами , работающей по модели вычислений , подобной компьютеру?
- Коннекционизм : можно ли объяснить разум с помощью математических моделей, известных как искусственные нейронные сети ?
- Воплощенное познание : влияет ли на познание организма все его тело (а не только его мозг), включая его взаимодействие с окружающей средой?
- Тезис расширенного разума : существует ли разум не только в мозге, но и функционирует ли он во внешнем мире, используя физические объекты в качестве ментальных процессов ? Или, подобно тому, как протезы могут стать частью тела, могут ли рукописные заметки стать частью разума?
- Дуализм разума и тела : отличается ли разум от тела?
- Модульность разума : состоит ли разум из отдельных модулей, каждый из которых развился для решения определенной эволюционной проблемы прошлого?
- Динамическая нейронаука : является ли разум динамической системой ?

Ощущение, восприятие и движение

Восприятие :
- Каким образом мозг преобразует сенсорную информацию в связные, частные восприятия?
- По каким правилам организовано восприятие?
- Какие особенности/объекты составляют наше восприятие внутренних и внешних событий?
- Как интегрированы чувства ?
- Какова связь между субъективным опытом и физическим миром?

Обучение и память

Обучение и память :
- Где хранятся наши воспоминания и как они извлекаются обратно?
- Как можно улучшить процесс обучения?
- В чем разница между явными и неявными воспоминаниями?
- Какая молекула отвечает за синаптическую маркировку ?
Нейропластичность : насколько пластичен зрелый мозг?
Познание и решения :
- Как и где мозг оценивает ценность вознаграждения и усилия ( стоимость ) для модуляции поведения ?
- Как предыдущий опыт меняет восприятие и поведение?
- Каково влияние генетики и окружающей среды на функционирование мозга?

Язык

Язык :
- Как это реализовано на нейронном уровне?
- Что лежит в основе семантического значения ?
Освоение языка :
- Противоречие: освоение языка младенцами /освоение первого языка. Как младенцы способны изучать язык? Одна из линий дебатов проходит между двумя точками зрения: психологического нативизма , т. е. языковая способность каким-то образом «зашита» в мозгу человека, и теорий языка, основанных на использовании , согласно которым язык возникает в результате взаимодействия мозга с окружающей средой и активируется общими предрасположенностями к социальному взаимодействию и общению, абстрактному символическому мышлению, распознаванию образов и умозаключению.
- Основана ли человеческая способность использовать синтаксис на врожденных ментальных структурах или синтаксическая речь является функцией интеллекта и взаимодействия с другими людьми? Этот вопрос тесно связан с вопросами возникновения и усвоения языка.
- Существует ли устройство для усвоения языка : насколько локализован язык в мозге? Есть ли определенная область в мозге, отвечающая за развитие языковых способностей, или она локализована лишь частично?
- Какие фундаментальные причины объясняют, почему конечный результат в освоении второго языка обычно несколько ниже уровня носителя языка , а результаты учащихся существенно различаются?
- Каковы оптимальные способы успешного овладения вторым языком ?
- Животные и язык : Насколько можно научить животных использовать человеческий язык? Насколько общение животных можно назвать таким же, как и человеческий язык (например, композиционность птичьих криков как синтаксис )? ^[5]
- Какую роль играет языковая интуиция , как она формируется и как функционирует? Тесно ли она связана с воздействием уникального набора различных впечатлений и их контекстов на протяжении личной жизни?
Лингвистическая относительность : Каковы отношения между грамматическими моделями и когнитивными привычками носителей разных языков? Тренирует ли использование языка или приучает ли оно носителей к определенным когнитивным привычкам, которые различаются у носителей разных языков? Вызваны ли эффекты лингвистической относительности грамматическими структурами или культурными различиями, которые лежат в основе различий в использовании языка.

Связь разума и тела

Свободная воля , в частности нейронаука свободной воли .
Спать :
- Какова биологическая функция сна?
- Почему мы видим сны ?
- Каковы основные мозговые механизмы?
- Каково его отношение к анестезии ?

Вычислительная нейронаука

Вычислительная теория разума : каковы пределы понимания мышления как формы вычислений?
Вычислительная нейронаука :
- Насколько важна точная синхронизация потенциалов действия для обработки информации в неокортексе?
- Существуют ли канонические вычисления, выполняемые кортикальными колонками?
- Каким образом информация в мозге обрабатывается коллективной динамикой крупных нейронных цепей?
- Какой уровень упрощения подходит для описания обработки информации в мозге?
- Что такое нейронный код? ^[6]
Как действуют общие анестетики ?
Возникновение и эволюция интеллекта : Каковы законы и механизмы возникновения новых идей ( инсайт , творческий синтез, интуиция , принятие решений , эврика ) ; развития ( эволюции ) индивидуального разума в онтогенезе и т. д.?

Смотрите также

Ссылки

^ Атманспахер, Харальд (2020), «Квантовые подходы к сознанию», в Zalta, Edward N. (ред.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (лето 2020 г.), Metaphysics Research Lab, Stanford University , получено 12 апреля 2023 г.
^ Sejnowski, Terrence J.; Hemmen, JL van (2006). 23 проблемы в системной нейронауке (PDF) . Оксфорд [Оксфордшир]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514822-0.
^ Тонони, Джулио; Кох, Кристоф (2015). «Сознание: здесь, там и везде?». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 370 (1668): 20140167. doi :10.1098/rstb.2014.0167. PMC 4387509. PMID 25823865 .
^ Вакариу, Габриэль; Вакариу, Михай (1 мая 2013 г.). «Проблемы с когнитивной нейронаукой». Philosophia Scientae (17–2): 151–170. doi : 10.4000/philosophiascientiae.864 .
^ Suzuki, Toshitaka N.; Wheatcroft, David; Griesser, Michael (2018). «Комбинации криков у птиц и эволюция композиционного синтаксиса». PLOS Biology . 16 (8): e2006532. doi : 10.1371/journal.pbio.2006532 . PMC 6093598. PMID 30110321 .
^ "Программа теоретической и вычислительной нейронауки - Национальный институт психического здоровья (NIMH)". www.nimh.nih.gov . Получено 2024-10-31 .

Внешние ссылки

Домашняя страница проекта «Человеческий мозг»
Дэвид Иглмен (август 2007 г.). «10 неразгаданных тайн мозга». Журнал Discover .
Деннетт Д. (апрель 2001 г.). «Мы уже объясняем сознание?». Cognition . 79 (1–2): 221–37. doi :10.1016/S0010-0277(00)00130-X. PMID 11164029. S2CID 2235514.

[1] Атманспахер, Харальд (2020), «Квантовые подходы к сознанию», в Zalta, Edward N. (ред.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (лето 2020 г.), Metaphysics Research Lab, Stanford University , получено 12 апреля 2023 г.

[2] Sejnowski, Terrence J.; Hemmen, JL van (2006). 23 проблемы в системной нейронауке (PDF) . Оксфорд [Оксфордшир]: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-514822-0.

[3] Тонони, Джулио; Кох, Кристоф (2015). «Сознание: здесь, там и везде?». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 370 (1668): 20140167. doi :10.1098/rstb.2014.0167. PMC 4387509. PMID 25823865 .

[4] Вакариу, Габриэль; Вакариу, Михай (1 мая 2013 г.). «Проблемы с когнитивной нейронаукой». Philosophia Scientae (17–2): 151–170. doi : 10.4000/philosophiascientiae.864 .

[5] Suzuki, Toshitaka N.; Wheatcroft, David; Griesser, Michael (2018). «Комбинации криков у птиц и эволюция композиционного синтаксиса». PLOS Biology . 16 (8): e2006532. doi : 10.1371/journal.pbio.2006532 . PMC 6093598. PMID 30110321 .

[6] "Программа теоретической и вычислительной нейронауки - Национальный институт психического здоровья (NIMH)". www.nimh.nih.gov . Получено 2024-10-31 .