人类大脑一周的活动显示，其处于稳定状态之间会穿插着类似混沌的过渡阶段

《Nature Communications》：A week in the life of the human brain reveals stable states punctuated by chaotic-like transitions

　　

摘要

在现实世界环境中，诸如参与对话以及神经生理波动等关键的神经认知过程会在几分钟到几天的时间范围内发生变化。我们对20名参与者在为期一周的无约束、自发行为期间的脑内多电极电生理记录和视频数据进行研究。通过运用动态深度学习算法，我们发现了与昼夜节律、心率以及多种行为（如社交、观看屏幕、睡眠深度等）相关的神经动态变化。行为之间的转换伴随着快速、混乱的神经活动，这些活动最终会稳定为新的状态。尽管存在这种混乱，但大规模的神经动态仍以一个稳定的中心流形为基准，该流形与神经生理状态和意识状态相关联，其中心吸引子涉及默认模式网络的激活。当睡眠不足时，神经转换变得更加混乱，围绕中心吸引子的动态活动受到抑制，这表明由于缺乏睡眠，神经动态控制能力减弱。这些发现揭示了大脑如何在现实世界行为中围绕一个稳定平衡点进行混沌转换，以平衡动态探索与稳定状态之间的关系。