概括：新研究提出了基于大脑功能的统一理论批判性``一个状态，大脑在秩序和混乱之间摇摆，使其能够最佳地学习，适应和处理信息。当大脑偏离这种微妙的平衡时，认知表现会减弱，而神经系统疾病（例如阿尔茨海默氏症）可能会开始依靠。
研究人员表明，阿尔茨海默氏症的tau蛋白堆积破坏了临界性，而睡眠似乎可以恢复它，从而提供了潜在的新治疗途径。使用诸如fMRI之类的工具，该理论可能会导致较早的诊断和个性化干预措施，以维持或恢复大脑功能。
关键事实：
- 批判性定义：大脑在一个近乎差异的转折点上运作最佳，被称为关键性，对于学习和认知至关重要。
- 阿尔茨海默氏症的链接：阿尔茨海默氏症可能会通过破坏大脑保持关键性的能力，而不仅仅是杀死神经元的能力来降低认知。
- 睡眠的角色：睡眠恢复了大脑的关键性，提出了预防或减慢神经变性的新方法。
来源：wustl
在一篇新论文中，对预防阿尔茨海默氏病和其他神经系统疾病的影响，是圣路易斯华盛顿大学艺术与科学生物学副教授基思·亨根（Keith Hengen）提出了一种新的综合方法，可以理解大脑的作品以及必须遵循最佳性能的规则。
汉根说，人们普遍认为人脑是宇宙中最复杂的事物。”
大脑非常强大，但是这种力量可能是由一组相对简单的数学原则引起的。
亨根（Hengen）从以下前提开始，即我们的大脑所做的几乎所有事情都是通过经验来学习或有力塑造的。换句话说，我们遇到了预先编程的硬性电路，以帮助我们阅读，驾驶汽车或做我们每天做的其他任何事情。健康的大脑必须准备好学习任何东西。
但是，神经元的集合能够学习呢？亨根（Hengen）认为，只有当大脑达到一种称为“关键性”的特殊状态时，大脑才成为学习机。
从物理学借来的概念，批判性描述了一个复杂的系统，该系统处于秩序和混乱之间的临界点。汉根说，在这个剃刀的边缘，大脑被准备好获得新的信息。大脑需要达到关键的思考，记住和学习。
亨根（Hengen 神经元。
阿肯色大学的物理学家伍德罗·谢（Woodrow Shew）是合着者。
生物学家和物理学家似乎是一种奇怪的配对，但是新的统一理论融合了科学的两个领域。物理学家经常使用沙桩的经典示例来描述关键：随着沙子的添加，该桩将越来越陡峭，直到最终雪崩。就在那最后一粒谷物引发了混乱的时刻，桩的角度是一个临界角度，距离不稳定。
Shew解释说，物理学家首先对批判性有深刻的理解，以描述磁铁和其他材料。在21世纪初，这些思想得到了扩展，以解释更广泛的复杂系统，包括雪崩，地震以及最终的生命系统和大脑。
关键系统的一个定义方面是，它们在任何规模上看起来都一样：雪崩边缘的沙桩具有相同的斜率，无论桩是微小还是山区。在大脑中，临界性是在少数神经元或整个区域中测量的恒定。同样，在以毫秒或小时为单位时，及时展开的大脑模式也非常相似。
汉根说，这与我们对大脑如何工作的直觉理解相吻合。”
我们的内部经验跨越了几个月。他们没有规模。
汉根（Hengen）和肖（Hengen）表明，批判性不仅仅是一个理论概念。它是可以通过fMRI脑成像技术精确测量和计算的状态。
亨根说：“临界是大脑的最佳计算状态。”
我们开发了一种数学方式来衡量大脑与关键的距离，这应该有助于我们确定有关人脑如何工作的基本问题。”
对疾病的新理解
关键性框架为理解神经系统疾病提供了新的观点。亨根（Hengen）没有专注于特定的脑部区域或累积蛋白质，而是说诸如阿尔茨海默氏症（Alzheimer）这样的疾病破坏了更基本的东西：大脑保持关键性的能力。
汉根解释说，阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病不仅会损害神经元，而是通过缓慢溶解临界性来打破大脑的一般计算能力。”
随着大脑越来越远，它失去了有效适应和处理信息的能力。”
该框架解释了脑部疾病的令人困惑的特征：患者通常会完全正常，直到失去许多神经元为止。
汉登说：'大脑具有显着的补偿能力，即使临界事件开始侵蚀，也可以掩盖功能问题。”
传统评估错过了早期阶段，因为它们专注于大脑试图通过解决方法维持的既定端点。”
汉根说，随着临界性逐渐恶化，大脑更加努力地实现相同的认知结果。
这就像一个仍在运行的发动机，但需要更多的燃料并产生更多的热量。到我们注意到记忆问题或其他症状时，危机可能已经妥协了多年。
Hengen与医学博士David M. Holtzman的合作，Barbara Burton和Reuben M. Morriss III杰出的Medicine杰出教授，透露，阿尔茨海默氏症中的Tau蛋白在阿尔茨海默氏症中的堆积直接破坏了关键，这在疾病的分子标志和认知能力崩溃之间提供了明确的联系。
批判性与阿尔茨海默氏症之间的这种联系为令人兴奋的诊断可能性打开了。从理论上讲，一个简单的功能磁共振成像可以帮助检测症状出现之前的关键几年中的细分。
hengen说，与最先进的血液测试结合了最先进的血液测试，我们可以在发生不可逆损害之前确定有风险的人并进行干预。”
在另一项合作中，汉根（Hengen）与Deanna Barch合作，Gregory B. Couch Medicine的精神病学教授，艺术与科学的心理学和脑科学教授，进行了一项观察性研究，以了解出生时的关键性如何决定童年的认知能力发展和能力。
hengen说：“从一开始，有些孩子比其他孩子更接近批判性，基于我们的理论，这表明他们将成为更好的学习者。”
•许多外部因素可能会影响他们在学校的成功，但批判性可以解释儿童之间的可变性。
睡眠连接
2024年初，Washu的艺术与科学物理学教授Hengen和合着者Ralf Wessel使用关键的概念来重新审视一个古老的问题：â€为什么我们需要睡觉？通过在数周内跟踪大脑活动，他们发现睡眠恢复了关键状态。
hengen解释说，醒来和积极使我们摆脱了危险，睡眠就像一个重置按钮。”
这种洞察力可以帮助研究人员释放睡眠力量，作为对阿尔茨海默氏症和其他神经系统疾病的疗法，这些疾病将大脑从最佳状态推动。
霍尔茨曼（Holtzman）和其他人的先前研究发现，那些不需要睡眠的人可能是由于转移工作或慢性失眠所致 - 随着年龄的增长，阿尔茨海默氏症的风险要高得多。而且已经有一些证据表明睡眠干预可以帮助减缓阿尔茨海默氏症症状的进展。
亨根（Hengen）认为，有针对性的，密集的睡眠疗法可以帮助恢复脑病患者的批判性并改善学习和记忆。霍尔茨曼（Holtzman）和汉根（Hengen）实验室博士后研究员霍尔茨曼（Holtzman）和詹姆斯·麦格雷戈（James McGregor）进行的小鼠的研究提供了瞥见的可能性：在有针对性的睡眠干预措施加强了至关重要的情况下，专门繁殖的小鼠繁殖以使阿尔茨海默氏症的症状变得更快。
批判的未来
有很多工作要做，但是汉根最终想了解批判性如何有助于解释人类神经生物学的复杂特征。
他说：``例如，在参与创意构想的部分大脑中，一个出色的艺术家的人可能非常接近批判性。”
仔细研究批判性也可能指出只有只需要出口的未发现的趋势或才能。
也许他们从未尝试过艺术，但我们可以看到潜力存在。
同时，亨根，谢和其他人正在传播有关批判性重要性的言论。汉根（Hengen）在2024年就该主题发表了一场TEDX演讲，并在Arts＆Sciences ovarrial -Research pitch竞赛中分享了他的作品，在那里他获得了第二名。他希望新的神经元论文能够激发神经科医生，医生，记者和公众之间的对话。
统一的思想理论可以改变世界，但首先，它必须统一专家。亨根说：``伍迪（Shew），我真的认为我们在这里做些事情。而且，也许慢慢地，其他人开始同意。
汉根说，华盛顿是大脑出现新概念的理想场所。
他说，我们被各种领域的杰出人物所包围，包括物理学，生物学，心理学，数学和神经科学，这里的社区非常支持。”
每个人都准备帮助。
关于这种记忆，学习和神经科学研究新闻
作者：塔利亚·奥格里奥尔（Talia Ogliore）
来源：wustl
接触：talia ogliore wustl
图像：图像被认为是神经科学新闻
原始研究：开放访问。
关键是大脑功能的统一设定点吗？Keith Hengen等人。神经元
抽象的
关键是大脑功能的统一设定点吗？
大脑面临选择性的压力，以优化广泛定义的计算。这是通过包括发展，可塑性和稳态在内的机制来实现的。
健康的大脑在跨时间和个人之间围绕着普遍的最佳量吗？
关键性假设提出了这样的设定值。
批判性是一个充满内部生成的，多尺度，略有稳定动态的状态，可最大程度地提高信息处理的特征。
实验支持出现了二十年前，尽管存在分歧，但仍以加速的速度积累。
在这里，我们列出了作为一般计算端点的批判性逻辑，并回顾了实验证据。
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我们的结果表明，新一代的研究可以利用关键性作为大脑功能的统一原则来加速对行为，认知和疾病的理解。