Theoretical models and measures of conscious brain network dynamics : an integrative approach

Signorelli, Camilo Miguel

Theoretical models and measures of conscious brain network dynamics : an integrative approach

Document Type

Doctoral thesis
Published Version

Author

Signorelli, Camilo Miguel

Director

Deco, Gustavo
Jarraya, Bechir

Publication Date

2021-06-11

Pages

185 p.

License

Citation

Signorelli, C. Theoretical models and measures of conscious brain network dynamics : an integrative approach. 2021. handle: http://hdl.handle.net/10803/671858

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Doctoral program

Programa de doctorat en Biomedicina

Abstract

En el área de la neurociencia de la conciencia, actualmente existe una tendencia de contrastar y comparar modelos de conciencia. Aunque la palabra final es empírica, esfuerzos teóricos son esenciales para poner en contexto tanto suposiciones conceptuales como resultados experimentales. Desde allí, podemos diseñar mejores pruebas y responder a la pregunta sobre que modelo es optimo. En esta dirección, esta tesis explora modelos y enfoques computacionales integrativos. El documento clasifica modelos científicos de conciencia de acuerdo a sus "perfiles explicativos". Resultados empíricos son describidos a la luz de teoría de redes. Luego, herramientas computacionales inspiradas por la integración conceptual de dos de los mas influyentes modelos son implementados para cuantificar las diferencias entre la condiciones de despierto y anestesiado. Finalmente, la tesis introduce nuevos conceptos para evadir el actual reducionismo de algunos modelos, orientando el texto hacia polémicas discusiones. Esta tesis es un trabajo teórico y conceptual inspirado por resultados empíricos que intenta revelar el poder de modelos computacionales y matemáticos en la búsqueda de desarrollar hipótesis testeables y entender mejor la neurociencia de la conciencianciencia.
In the field of neuroscience of consciousness, there is a current trend to contrast and compare existing models of consciousness. Even though the final word is empirical, theoretical efforts are essential to place both, conceptual assumptions and experimental results in context. From that, we can design better assessments and answer the question about what model is optimal. In this direction, this thesis explores models and computational integrative approaches. The document classifies scientific models of consciousness according to their "explanatory profile". Empirical data is described in light of network theory. Then, computational tools inspired by the conceptual integration of two influential models are implemented to quantify differences between awake and anaesthetic conditions. Finally, the thesis introduces new concepts to avoid the current reductionism of some models, pushing the text to controversial discussions. This thesis is a theoretical and conceptual work inspired by empirical results, attempting to reveal the power of computational and mathematical models in order to develop testable hypotheses and understand better the neuroscience of consciousness.

Keywords

Models of Consciousness, Brain, Conciousness, Embodiment, Mutilayer networks, Anesthesia, Phenomenology, Modelos de conciencia, Cerebro, Conciencia, Encarnación, Redes multicapa, Anestesia, Fenomenología, Modelos de conciencia, Actividad cerebral, Procesos de percepción, Psicología fisiológica