Among the various problems of theoretical neuroscience, there is one that I particularly like, mainly because it highlights how a reductionist approach is essentially devoid of hope.
I refer to the problem of between electrical signals at different scales. The lowest level is the cell: an animal is anesthetized, and you try to record the membrane potential of a neuron using an electrode that enters the interior of the neuron. It is not particularly easy, but you can do.
What you see is a very irregular, interrupted occasionally by large, rapid excursions (spikes). If you want to have an idea, looking at the image here .
If, however, is part of our animal brains one pad that does not penetrate cells, but it fits together, to put it simply, we will observe the extracellular potential, which is usually filtered to highlight la parte del segnale in bassa frequenza (LFP), o quella in alta frequenza (MUA). Si veda qua .
Se poi si va ancora più lontani dalla fonte del segnale, si può osservare il segnale EEG, che viene misurato all'esterno della testa, si veda qua .
La cosa veramente interessante è che oggi, nel 2009, a 136 anni dalla pubblicazione delle equazioni di Maxwell ancora di deve capire quali sono le relazioni fra questi tre segnali.
Si sa molto di come il segnale cellulare produce il MUA, e si incomincia a capire come il primo determina l'LFP; ma nulla si sa delle cause dell'EEG!
