我们从在平静和混乱之间摇摆不定中获得了很多好处。
你的大脑经常处于混乱的边缘。这并不是因为你在 47 次笔记本电脑更新上落后了，也不是因为你发给老板的电子邮件中的那个错字而烦恼。
不，因为即使在你最有禅意的时候，你的860 亿个脑细胞也会在平静和灾难之间走钢丝；宁静和混乱；秩序与无序。在任何时候，他们都可以多米诺骨牌陷入灾难。但不必惊慌。
这个棘手的大脑特技实际上是一件好事。
这可能就是为什么你一开始就可以兼顾所有的赛车思想，事实上，科学家们甚至相信追踪这种不稳定的状态有朝一日可能会带来令人兴奋的新一代心理健康疗法。
我们是宇宙的一部分你可能已经注意到你的肺看起来像树。这是因为两者都遵循分形序列，其中一个对象不断地分解为自身的较小版本。树枝像迷你树干，树枝像迷你迷你树干等等。这种有条不紊的图案装饰着雪花、血管、闪电，甚至是最引人入胜的星爆。我们的宇宙喜欢结构。它喜欢秩序。
然而，正如物理学家常说的，我们的宇宙也正朝着 无序的方向发展。除非有一些细微差别，墨菲定律抓住了要点：“任何可能出错的事情都会出错。”
但在这两个极端之间，宇宙还有第三种，甚至更有趣的状态。在和谐与混乱之间蹑手蹑脚的系统。山，有崩塌的危险。股市，濒临大规模崩盘。在过去十年左右的时间里，越来越多的研究表明我们的大脑也在这里居住。
通过研究猴子、乌龟、鱼类 ，当然还有人类的思想，科学家们已经深入研究了这个危险的地方。它被称为“混乱的边缘”，或者不那么引人注目的是“临界点”。
印第安纳大学物理学教授约翰·贝格斯解释说：“你有来自有序结构的混合结构，但你也有某种随机性，这会导致多样性，这来自于无序的一方。” .
虽然一些科学家认为大脑与输入和输出一起工作（有点像计算机），但其他人——包括贝格斯——认为它通过围绕这个“混乱”点流畅地漂浮来体验世界。据推测，这种通量有助于大脑完成非常重要的大脑职责。例如，上个月发表在《物理评论快报》上的一篇研究论文指出，临界点为大脑提供了“信息存储所需的线性和计算所需的非线性之间的理想权衡”。
贝格斯说，当大脑偏离这一关键点时，“这与许多疾病有关。” 这正是为什么解码大脑的混乱秘密可以帮助我们彻底改变心理健康治疗的原因。
研究所谓的临界点已经开始改变科学家研究精神病学的方式。
“研究人员已转向基于关键性的工具，以提高他们对抑郁症、精神分裂症、焦虑症、创伤后应激障碍等常见精神疾病的理解，”2020 年题为《为什么大脑关键性与临床相关：范围审查》的论文的作者文森特·齐默恩写道.
但在我们深入探讨之前，这就是你的大脑现在处于秩序和无序之间的边界。
决定假设你的大脑想要发出信号让你做某事，比如打开送餐应用程序无缝。它必须通过脑细胞或神经元网络传递信息，才能让你点击手机上的橙色小方块。
从理论上讲，它可以通过三种方式实现。
它可以一次向多个神经元发送“你好，打开无缝”信号。它一次可以将其发送到少于一个神经元。或者，它可以一次将其发送到一个神经元。（尝试将神经元视为可分割的部分，因为我们从数学角度而非生物学角度研究大脑。）
让我们假设你的大脑与一个。一个神经元与两个神经元对话，两个神经元与四个神经元对话，以此类推，就像八卦火车一样。很快，你所有的神经元都对你的无缝任务保持高度警惕，或者正如 Beggs 所说，网络“很快就会爆炸”。
这被称为超临界行为，通常是太多的刺激。你会超速行驶。你的大脑会不堪重负，它会开始出现故障。事实上，超临界被认为与慢性癫痫发作或癫痫有关。
好吧，那就不行了。两个呢？一个神经元将信息发送到半个神经元，然后再发送到第四个……然后到第八个……信号几乎“消失了”，Beggs 说。这称为次临界行为，不会有效地传递无缝消息。
我们的最终路径是三。一个神经元与“关于”一个神经元共享信息，后者与另一个共享信息，信号很容易从 A 点传递到 B 点。这很好。这称为关键行为。为了有效地通过神经元网络获得像无缝信息这样的信息，我们的大脑“更喜欢”路径三。路径一和路径二都为神经元信息传递设置了坚实的障碍，但路径三形成了一条神经元装配线，最终将大脑与外部世界连接起来。
但是还记得临界点怎么也叫混沌边缘吗？是的，还有更多。
高风险考虑股票市场，它也处于临界点。
总是有人想卖，有人想买。这是一个几乎完全平衡的二元性，这就是市场通常相当稳定的原因。但是如果发生灾难性的事情，比如全球大流行怎么办？还是战争？
人们会恐慌，正如大多数金融大师所同意的那样，他们会开始抛售。这将刺激巨大的市场波动。混乱的波动。“市场崩盘有时比通常观察到的每日损失大几个数量级，”贝格斯解释说。将这些“波动”视为混沌边缘系统的特征。
相比之下，有些事情遵循所谓的高斯分布，也就是标准钟形曲线，不会导致这些波动。人的身高是高斯分布的一个很好的例子。如果我们要绘制世界上每个人的身高地图，我们很少会看到任何人的身高远低于平均水平。没有大的波动。
在这两个选项中，大脑似乎具有混沌边缘的特征。
例如，当发生恐怖电影跳跃恐慌时，你的神经元可能会像股市投资者一样“恐慌”，并波动到超级临界区。“你可以有一个级联的活动或神经元雪崩，它可以穿过整个大脑，”贝格斯说。
现在，你可能会想，为什么大脑不喜欢更平静的高斯生活方式呢？混沌边缘的世界似乎风险很大。好吧，在秩序和无序之间摇摆不定也有很多好处。
高回报由于整个波动的原因，混沌边缘系统的工作范围非常广。
在股市中，您有机会中大奖。有了大脑，“你可以让信息从大脑的一个部分传递到下一个……甚至可能穿过整个大脑，”贝格斯说。
实际上，这对于提醒神经元在可怕的情况下保持警惕，或者在学习语言时创建新的大脑连接非常重要。换句话说，如果做得非常小心，大脑会陷入混乱，以帮助我们在一个非常（非常）复杂的世界中发挥作用。
一次“大约”一个神经元通常最适合人类大脑，但有时我们的精神控制中心可能会涉足危险水域。
相比之下，如果大脑遵循高斯分布，它在交流内容时就会受到限制。在可怕的情况下，它无法到达器官远处的神经元，就像“嘿，神经元，打开高度警戒，有些事情要发生了”。
在2009 年 的 一篇 论文中 , 剑桥 大学 的 神经 科学家 曼弗雷德 基茨比希勒 是 最早 认为 大脑 处于 混乱 边缘 的 人 之一 , 他 说 临界 " 将 让 我们 在 心理 状态 之间 快速 切换 , 以 应对 不断 变化 的 环境 .条件。”
此外，当我们想要自动驾驶时，离开临界点并进入亚临界区可能对我们的大脑有所帮助。尽管科学家们仍然不太确定这种机制将如何发挥作用，但贝格斯说：“一种可能性是，如果某些东西学得非常好并且经过高度演练，它就会被转移到某种刻板的电路中，只会重复其模式。”
我在船上，现在呢？好吧，在物理学的大部分时间里，研究人员并没有试图否定我们已经知道的东西，甚至没有想出新的角度。相反，他们正在提炼已经回答的问题。这样，我们就可以不断寻找越来越精确的解决方案。
