The emergence of integrated information, complexity, and consciousness at criticality
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Using the critical Ising model of the brain, integrated information as a measure of consciousness is measured in toy models of generic neural networks. Monte Carlo simulations are run on 159 random weighted networks analogous to small 5-node neural network motifs. The integrated information generated by this sample of small Ising models is measured across the model parameter space. It is observed that integrated information, as a type of order parameter not unlike a concept like magnetism, undergoes a phase transition at the critical point in the model. This critical point is demarcated by the peaks of the generalized susceptibility of integrated information, a point where the ‘consciousness’ of the system is maximally susceptible to perturbations and on the boundary between an ordered and disordered form. This study adds further evidence to support that the emergence of consciousness coincides with the more universal patterns of self-organized criticality, evolution, the emergence of complexity, and the integration of complex systems. Author summary Understanding consciousness through a scientific and mathematical language is slowly coming into reach and so testing and grounding these emerging ideas onto empirical observations and known systems is a first step to properly framing this ancient problem. This paper in particular explores the Integrated Information Theory of Consciousness framed within the physics of the Ising model to understand how and when consciousness, or integrated information, can arise in simple dynamical systems. The emergence of consciousness is treated like the emergence of other classical macroscopic observables in physics such as magnetism and understood as a dynamical phase of matter. Our findings show that the sensitivity of consciousness in a complex system is maximized when the system is undergoing a phase transition, also known as a critical point. This result, combined with a body of evidence highlighting the privelaged state of critical systems suggests that, like many other complex phenomenon, consciousness may simply follow from/emerge out of the tendency of a system to self-organize to criticality.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».