¿De dónde se excitarían las señales cerebrales de una persona separada cognitivamente?

Parece que estás preguntando:

Estoy realmente interesado en la forma en que el cerebro crea nuevos potenciales eléctricos, "por su cuenta".

y

si [sic] el cerebro 'dejaría de funcionar', lo que implica que ya no hay actividad neuronal debido a la falta de impulsos externos.

Si tuviera que desconectar teóricamente el cerebro de toda entrada sensorial, podría haber varias fuentes de actividad. Por ejemplo:

• Ruido aleatorio. Las neuronas son objetos desordenados, hay muchas moléculas pequeñas y grandes flotando dentro y fuera de las células. Además, las propias membranas son relativamente dinámicas y están repletas de receptores, canales iónicos y otras proteínas, algunas de las cuales migran con regularidad (ver Balsas lipídicas ). Los canales iónicos (p. ej., sodio y potasio ) que contribuyen a las corrientes eléctricas que generan potenciales de acción pueden verse afectados por las fluctuaciones térmicas y, por lo tanto, cambian sus estados abierto-cerrado de manera estocástica. Observe las fluxuaciones en la Figura 1 de Horn y Vandenberg (1984) obtenidas de un solo canal de sodio.

• Algunas células disparan sin ningún estímulo externo . Los circuitos generadores de patrones centrales son un ejemplo, y las neuronas marcapasos son otro. Eche un vistazo a la Figura 1 de Alving (1968) donde una neurona aislada exhibe picos regulares sin ninguna entrada externa. Uno puede imaginar que una de esas células de pico podría estar conectada a otras neuronas y podría hacer que también se dispararan.

• Los mecanismos de control de ganancia pueden amplificar el ruido. En su escenario, si el cerebro no recibe información sensorial, los mecanismos naturales de control de ganancia , que intentan mantener un cierto rango de actividad, podrían aumentar la amplificación hasta tal punto que las fluctuaciones del ruido térmico se perciban conscientemente. Por ejemplo, la privación sensorial puede provocar alucinaciones, lo que podría explicarse por la amplificación del ruido por parte de los mecanismos de control de ganancia. También se puede ver un mecanismo similar en el efecto Ganzfeld.

En general, cualquiera o una combinación de los mecanismos descritos anteriormente podría causar actividad cerebral espontánea sin estimulación externa.

Física

Tal vez te estés preguntando: "¿De dónde vendría la energía o el potencial eléctrico?" Respuesta corta: azúcar. O, a nivel celular, ATP. El punto es que los impulsos nerviosos de los sentidos no son [probablemente] la principal fuente de energía del cerebro.

Estimulación Interna

Los cinco sentidos proporcionan estimulación externa al cerebro. Pero esa estimulación tarda en extenderse por el cerebro. No sólo eso, el funcionamiento del cerebro no es una calle de sentido único. Las señales pueden (y lo hacen) propagarse hacia atrás. Por lo tanto, cortar la entrada por un segundo no reducirá instantáneamente la transducción de la señal a cero. Con el tiempo, sí, la actividad general probablemente disminuiría significativamente. Podría probar esto poniendo a alguien en un tanque de aislamiento y haciéndole una resonancia magnética. (La entrada sensorial no está totalmente silenciada en este escenario, pero está claramente reducida).

El cerebro humano ciertamente tiene mecanismos internos que le permiten a la mente recordar estímulos experimentados previamente. ¿Alguna vez escuchó la frase "el ojo de la mente"? Ese es un nombre para lo que nos permite recordar cosas que hemos visto, oído, tocado o probado antes, e imaginar experiencias que en realidad nunca hemos tenido. El arte, la creatividad e incluso la alucinación vienen a la mente. (Más sobre esto último en un segundo. Pero primero...)

... ¡Hablemos de sueños! El estado de la persona separada se parece mucho al sueño. Durante el sueño, la información sensorial se silencia químicamente, o al menos se reduce muchísimo. La mente no presta tanta atención a su entorno. Si duermes mucho tiempo, la mente 'se aburre' y encuentra maneras de entretenerse, como soñar. Piensa en un preso que ha estado encerrado durante años, cuya principal fuente de entretenimiento es, de hecho, uno mismo. Este es otro ejemplo de la idea: cuando no existe novedad en el estímulo del mundo exterior, el yo trabaja para fabricar la novedad que anhela.

También, drogas. Los productos químicos alucinógenos como la psilocibina (que se encuentra en los hongos "mágicos"), el LSD y el DMT pueden hacer que las personas ignoren sus sentidos en favor de una estimulación más novedosa generada internamente. Los usuarios de DMT a menudo usan "como un sueño" para describir sus experiencias, y los paralelos entre un "viaje" alucinógeno y un "sueño" ordinario son bastante obvios.

Entonces, supongamos que sus sentidos se cortan repentinamente. A menos que nunca hayas soñado, visualizado algo, escuchado una canción en tu cabeza, tenido una fantasía sexual o imaginado algo, ¡no creo que tu mente "deje de funcionar"!

Redes neuronales artificiales versus cerebros humanos

Un cerebro es un tipo de mente.

Otro tipo de mente es una red neuronal artificial, o ANN. Que yo sepa, todas las ANN tienen entradas.

Un cerebro sin sentidos sería como una red neuronal sin entradas. Por la razón que acabo de decir, esto realmente no computa (ha.) Pero, un cerebro biológico tiene un poco más que los pequeños cerebros de computadora simples que ejecutan nuestros motores de búsqueda y redes sociales. Las ANN solo simulan ALGUNAS características del cerebro humano, específicamente, las neuronas y las señales que se transmiten entre sí. Además de las neuronas y las señales, el cerebro humano tiene muchas sustancias químicas, como el azúcar y los neurotransmisores, que afectan su funcionamiento.

La mayoría de las ANN están diseñadas para tomar un conjunto de entradas y convertirlo en un conjunto de salidas. Para un ser humano, "un conjunto de entradas" no está claramente definido, porque nuestra existencia no parece estar basada en marcos (hasta que QUIZÁS te metas REALMENTE en la física). Recibimos entradas continuamente y producimos salidas continuamente. ¡Montones y montones de operaciones por segundo!

El punto es: para una red neuronal de avance simple, cortar la entrada haría que dejara de funcionar, sí. Pero hay versiones de redes neuronales (¿convolucionales, creo?) que cuentan con neuronas que se retroalimentan en capas anteriores, y esas, como la mente humana, continuarán produciendo resultados mucho después de que la entrada se reduzca a cero. De hecho, se necesitaría una red neuronal muy específica (y se podría decir improbable) para producir una salida cero cuando se le da una entrada cero. La mayoría de los que he visto se inicializan con algunos pesos aleatorios. Supongo que un cerebro humano no es exactamente aleatorio cuando crece. ¡Pero un bebé da patadas (salida) en el útero, antes de que haya recibido mucha "entrada"!