--» Menu «--

God does not throw dice but nature gambles all the time.        Publications by:

Hoewel God niet dobbelt, gokt de natuur voortdurend.        Publicaties van:

 

A.A. Verveen (11/09/1930 - 18/08/2016)

 

	on:    random processes in the nervous system -    Boa constrictor -   and other subjects -	over:      - toevalsprocessen in het zenuwstelsel,      - Boa constrictor      - en andere onderwerpen.
	English	Nederlands
	This site consists mainly of articles published by the author. I present these in pdf format. To assist readers with impaired vision, I configure  the website in a text-only version. I place the pictures, therefore, in separate sections. To increase legibility press Ctrl +	Deze site bestaat hoofdzakelijk uit artikelen  van de auteur, weergegeven als pdf bestanden. Om deze site  voor visueel gehandicapten beter leesbaar te maken bestaan veel bladen slechts uit tekst en staan illustraties in aparte secties. Leesbaarheid verbeteren? Druk op Ctrl +
	When the information made available to you in this site is of value to you, then please reward me with a  link to         www.verveen.eu on  your website(s), (etc.).	Wanneer de informatie die u in deze website hebt  gekregen voor u van belang is, stel ik het op prijs  wanneer u een link naar deze website www.verveen.eu         opneemt in uw website(s), (e.d.).

      

	Comment	Commentaar
	During the first part of my scientific career,      I investigated the nature and origin of one of the random processes active within the nervous system.     A nerve fibre responds to a stimulus with an action potential (the electrical signal to be transported along the nerve fibre - Figure 1).   This response occurs at random with a certain probability of occurrence that depends on the intensity of the stimulus (Figure 2).  So when an action potential occurs, then the precise moment of occurrence can not be predicted. It can only be described in terms of a probability of occurrence in time (Figure 1).    Together with Hans E. Derksen I then investigated the underlying random process: electrical membrane noise (Figure 3). This phenomenon appeared to be generated by one class of ion transporting channels situated within the neuron membrane. Up to that moment membrane channels were only theoretically supposed to exist. Our discovery stimulated research into cell membrane channels as such.   Another source of neural noise, discovered and investigated by B. Katz, occurs at the synapses, the sites of transmission of an action potential onto the next excitable unit such as another neuron or a muscle: so-called synaptic noise.     Nervous systems, to our knowledge the most  complex systems in nature, are, therefore, complex hybrid (i.e. analog as well as digital) probabilistic information  processing systems (Figure 4).     I am convinced that these random processes are functional. They may form the basis of many processes (Figure 5), among which I consider 'creativity' and ' 'free' will' since these random processes may thwart deterministic patterns and generate new ideas (creativity), as well as an original attitude ('free will') (cf. Warren S. McCulloch, 1959 and 1961)*. This field of research is since 1981 covered by the name 'stochastic resonance' or 'stochastic facilitation'.     A practical application is given by the development of implantable artificial sensors, such as hearing aids (artificial cochlea).   All life is based on random processes:   Heat, i.e. Brownian motion, makes the essential prerequisite of life, diffusion, possible. We exhibit a horror incerto: do not like to face uncertainty. So we do not like nor want to consider that our brain may function on a probability basis.	Tijdens het eerste deel van mijn wetenschappelijke loopbaan onderzocht ik één van de in het zenuwstelsel actieve toevalsprocessen.   Op een prikkel reageert een zenuwvezel met een actiepotentiaal (het elektrische signaal dat langs de zenuwvezel wordt getransporteerd - Figuur 1). Het optreden van een reactie kan alleen in termen van kansen worden beschreven. De grootte van deze kans hangt af van de sterkte van de prikkel (Figuur 2).   Als er een actiepotentiaal optreedt, dan kan het  ogenblik dat dit gebeurt ook alleen in termen van kansen worden beschreven (Figuur 1). Samen met Hans E. Derksen onderzocht ik  het hieraan ten grondslag liggende toevalsproces: elektrische membraanruis (Figuur 3). Dit verschijnsel bleek te berusten op een eigenschap van één van de tot dan toe theoretisch aanwezig veronderstelde soorten ionen- of moleculen-transporterende kanalen in de membraan van de zenuwcel. Onze ontdekking stimuleerde het onderzoek naar de eigenschappen van membraankanalen als zodanig.   Een andere bron van ruis in het zenuwstelsel wordt door de door B. Katz ontdekte synapsruis gevormd. Deze treedt op in de synaps, de plek waar de actiepotentiaal op een volgend prikkelbaar element (zenuw- of spiercel)  wordt overgedragen. Zenuwstelsels, de meest complexe systemen die wij kennen, fungeren dientengevolge als complexe hybride (analoge zowel als digitale) probabilistische (op basis van kansen werkende) systemen (Figuur 4).    Ik ben er van overtuigd dat deze toevalsprocessen de grondslag vormen van belangrijke processen (nu genoemd 'stochastic resonance' of 'stochastic facilitation') (Figuur 5). Ik denk daarbij ook aan "creativiteit' en ' 'vrije' wil' omdat deze toevalsprocessen deterministische patronen kunnen doorbreken en daardoor aanleiding geven tot nieuwe ideeën (creativiteit) en een eigen opstelling (vrije wil) (zie ook: Warren S. McCulloch, 1959 en 1961)*.   Een practische toepassing vindt plaats in de ontwikkeling van implanteerbare sensoren, zoals kunstmatige binnenoren (kunstcochlea's).   Het hele leven stoelt op toevalsprocessen: Warmte, dus Brownbeweging, maakt de basale levensvoorwaarde, diffusie, mogelijk. Wij vertonen een "horror incerto": willen niet met onzekerheid worden geconfronteerd. Daarom zijn wij ook geneigd de gedachte dat ons brein met kansen werkt af te wijzen.
	Further reading:	Meer lezen (zie de linker kolom):

 * Warren S. McCulloch
Reprints in:
Embodiments of Mind
The M.I.T. Press, Cambridge, Massachusetts 1965
Agathe Tyche, of nervous nets - the lucky reckoners (1959): 203-215
Where is fancy bred? (1961): 216-229  

	General info: Verveen, A.A., 1974. Random processes in the   nervous system. Methodology and Science, 7: 80-91. (PDF file). Verveen, A.A., 2012. Fluctuation in excitability, a personal account in honour of Charles Pecher (This website).	Algemene informatie:  Verveen, A.A., 1974. Kansprocessen in biologische elementen en systemen. Jaarboek 1974, ZWO. Den Haag, ZWO: 129-134. (PDF file). Overige titels staan in het Engels (zie linker kolom)
	Specific literature: See the lists on fluctuations and noise on this website
	See the published appraisals of our work	Gepubliceerde evaluaties van ons werk
	An application:	Een toepassing:

 Bruce, I.C. , M.W. White, L.S. Irlicht, S.J. O'Leary, G.M. Clark 1999 
The effects of stochastic neural activity in a model predicting intensity perception with cochlear implants: low-rate stimulation
IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 46(6):617-629
Discusses our 1960-1975 work, and shows that it may lead to a practical application in medicine
   Started: Sept.i16th,i2006    <Revised: 13 April 2015 by A.A.Verveen. Revised and edited march 2017 by J.D.Verveen 
 
Webmaster J.D. Verveen. Built with NVU


top  /  naar boven