193.174.19.232Abstract: W. Duch (2018)

Acta Physica Polonica B, 49(12), 1981–2010p. (2018) DOI:10.5506/APhysPolB.49.1981

Multi-level explanations in neuroscience I: From genes to subjective experiences

W. Duch

Brains are the most complex systems in the known Universe. Understanding brain dynamics, control of behavior and mental processes is the ultimate challenge for science. It requires multi-level explanations, starting from evolutionary pressures, genes, proteins, cells, networks of neurons, psychophysics, subjective experiences at the mental level, and social interactions. Many branches of science contribute to this endeavor. Physics provides experimental and theoretical tools at the molecular and brain signal processing level, and mathematical tools at the level of neurodynamics. Inspirations from understanding brains are of great practical importance in many fields, including neuropsychiatry, neuropsychology and artificial intelligence. Neurodynamics provides the best language to link low-level molecular phenomena to high-level cognitive functions. Computational simulations help to understand molecular dynamics and analyze real brain signals. This is a very fruitful area of research that requires global, interdisciplinary effort of experts from many branches of science.

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