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Neuroscience, Space and Time1

DOI: http://dx.doi.org/10.19180/1809-2667.v17n215-12

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José A. N. Helayel2, Rodrigo Siqueira-Batista3, Ricardo A. Ferreira4 & Vitor L. B. de Jesus5

 

Abstract: The aim of the present article is to propose possible intersections between contemporary physics and neurosciences, in matters related to space-time. Such scope is of great significance both in “normal” and pathologic situations. In the latter, states like hypermnesia (enhanced capacity to evoke memories, with distortion of information stored in neural circuits) are described, which can be thought of – in a parallel with physics – as space-time scenarios with more than one time-type direction. Dimensions of such category – called Ataiyah-Ward space-time – have been considered in connection with systems of interest in the study of fundamental interactions, and, in macroscopic scale, in association with the issue of gravitational collapse. One has sought to understand physical phenomena in the presence of extra time to then use these studies to propose an attempt to modelling hypermnesia, through the concept that, in certain situations, neuronal system behaves as if immerse in a scenario with two time-type directions.

Key words: Neuroscience. Space. Time. Physics.

 

Resumo: O objetivo do presente artigo é a proposição de possíveis interseções entre a física contemporânea e as neurociências, nas questões relativas ao espaçotempo. Tal âmbito reveste-se de grande significação, em situações ‘normais’ e patológicas. Nesse último âmbito, descrevem-se, por exemplo, situações como a hipermnésia (capacidade exagerada de evocação de memórias, na qual há distorção de informações armazenadas nos circuitos neurais), a qual pode ser pensada – estabelecendo-se um paralelo com a física – como cenários espaço-temporais onde há mais de uma direção tipo-tempo. Dimensões desta categoria – denominados espaços-tempo de Atiyah-Ward – têm sido considerados em conexão com sistemas de interesse no estudo das interações fundamentais e, em escala macroscópica, em associação com o problema do colapso gravitacional. Tem se buscado compreender alguns fenômenos físicos em presença de um tempo  extra e, então, utilizar estes estudos para propor uma tentativa de modelar o fenômeno da hipermnésia através da ideia de que, em certas situações, o sistema neuronal se comporta como se estivesse imerso em um cenário espaço-temporal com duas direções tipo-tempo.

Palavras-chave: Neurociências. Espaço. Tempo. Física.

 

1 This article largely takes up the chapter “Neurociências e física contemporânea: a vida no espaço-tempo [Neurosciences and contemporary physics: life in space-time]. In: ESPIRIDIÃO ANTONIO, V. Neurociências: diálogos e interseções. Rio de Janeiro: Rubio, 2012. p. 505-527. Excerpts from chapter reproduced with express permission of Editora Rubio.
2 Physicist. PhD in Physics from the International School for Advanced Studies in Trieste. Full researcher at the Brazilian Center for Physics Research, Rio de Janeiro / RJ - Brazil. E-mail: helayel@cbpf.br
3 Physicist and philosopher. Doctor of Science by the Oswaldo Cruz Foundation (FIOCRUZ). Permanent professor of the Bioethics, Applied Ethics and Public Health Postgraduate Program (PPGBIOS) of the Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ), and Associate Professor of the Federal University of Viçosa, Viçosa / MG - Brazil. E-mail: rsiqueirabatista@yahoo.com.br
4 Physicist. Master in Ocean Engineering from Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Researcher at the Dynamics Testing and Vibration Analysis Laboratory at the Alberto Luiz Coimbra Institute for Graduate Studies and Research in Engineering (COPPE / UFRJ), Rio de Janeiro / RJ - Brazil. E-mail: dieselferreira@gmail.com.
5 Physicist. PhD in Physics from the Brazilian Center for Physics Research. Professor at the Federal Institute of Education, Science and Technology of Rio de Janeiro, Rio de Janeiro / RJ - Brazil. E-mail: vitor.jesus@ifrj.edu.br

 

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