Modeling rhythmic patterns in the hippocampus

We investigate different dynamical regimes of neuronal network in the CA3 area of the hippocampus. The proposed neuronal circuit includes two fast- and two slowly-spiking cells which are interconnected by means of dynamical synapses. On the individual level, each neuron is modeled by FitzHugh-Nagumo equations. Three basic rhythmic patterns are observed: gamma-rhythm in which the fast neurons are uniformly spiking, theta-rhythm in which the individual spikes are separated by quiet epochs, and theta/gamma rhythm with repeated patches of spikes. We analyze the influence of asymmetry of synaptic strengths on the synchronization in the network and demonstrate that strong asymmetry reduces the variety of available dynamical states. The model network exhibits multistability; this results in occurrence of hysteresis in dependence on the conductances of individual connections. We show that switching between different rhythmic patterns in the network depends on the degree of synchronization between the slow cells.Comment: 10 pages, 9 figure

Noise Induced Complexity: From Subthreshold Oscillations to Spiking in Coupled Excitable Systems

We study stochastic dynamics of an ensemble of N globally coupled excitable elements. Each element is modeled by a FitzHugh-Nagumo oscillator and is disturbed by independent Gaussian noise. In simulations of the Langevin dynamics we characterize the collective behavior of the ensemble in terms of its mean field and show that with the increase of noise the mean field displays a transition from a steady equilibrium to global oscillations and then, for sufficiently large noise, back to another equilibrium. Diverse regimes of collective dynamics ranging from periodic subthreshold oscillations to large-amplitude oscillations and chaos are observed in the course of this transition. In order to understand details and mechanisms of noise-induced dynamics we consider a thermodynamic limit $N\to\infty$ of the ensemble, and derive the cumulant expansion describing temporal evolution of the mean field fluctuations. In the Gaussian approximation this allows us to perform the bifurcation analysis; its results are in good agreement with dynamical scenarios observed in the stochastic simulations of large ensembles

ИСКУССТВО ПОСЛЕ «МОРФОЛОГИИ ИСКУССТВА»: АРТ-ОБЪЕКТЫ И КУЛЬТУРОЦЕНТРИЗМ

The article deals with a number of essential formal language peculiarities and contents of the modern (the second half of the 20th – early 21st century) arts, for a variety of reasons, not represented in M.S. Kagan’s outstanding book «Morphology of the Arts». The analysis of formal language peculiarities seeks to elucidate the art objects widely used by contemporary arts. The author compares semiotic characteristics of traditional artworks and art objects.  The conclusions are made that demonstrate the specific and complex, «multi-level» by nature, semiosis of art objects functioning consistently and synchronously as autonymous signs, signs-indices and signs-symbols. The article reveals the specific content of each art object’s semiotic «modes». It also diagnoses radical content innovation in the modern arts. Recognizing fundamental systemic genetic links between the arts and culture and the impact made by sociocultural system changes on the arts evolution, the author introduces a hypothesis that   innovative contents and language of contemporary arts is determined by fundamental revolutionary developments in the modern system of culture as a whole. The most important integral result of this peaceful revolution in modern culture is its increasing predominance in social and individual life, the culture’s gradual conversion from the so-called ‘second nature’ into the «first nature». This fundamental process involves, in the author’s opinion, changing the deep foundation of traditional artistic consciousness: the nature-centered paradigm of the artistic consciousness (worldview), having existed since the arts’ beginning, is being replaced with the culture-centered one. Culture, its specific reality, its own characteristics, structures, processes and products, become the core object and subject of contemporary arts (Actual Art in particular) that leads to innovative contents of the arts and its new forms and languages as well.   В статье рассматриваются некоторые существенные формально-языковые и содержательные особенности новейшего (второй половины ХХ – начала ХХI вв.) искусства, по разным причинам не отраженные в выдающейся книге М.С. Кагана «Морфология искусства». Анализ формально-языковых особенностей строится на основе осмысления широко используемых современным искусством арт-объектов. Сравниваются семиотические особенности произведений традиционного искусства и арт-объектов. Делаются выводы об особом и сложном, «многоступенчатом» характере семиозиса арт-объектов, последовательно и синхронно функционирующих как знаки автонимные, знаки-индексы и знаки-символы. Показана особая содержательность каждого из семиотических «модусов» арт-объектов. Констатируется радикальное обновление содержания в новейшем искусстве. На основе признания глубокой системно-генетической связи искусства и культуры, зависимости эволюции искусства во всех ее аспектах от изменений социокультурной системы выдвигается гипотеза детерминации новаторского содержания и языка современного искусства фундаментальными революционными изменениями всей современной системы культуры. Важнейшим интегральным результатом мирной революции в современной культуре становится ее растущее доминирование в жизни общества и человека, постепенное превращение культуры из так называемой второй природы людей в первую. Этот фундаментальный процесс и ведет, по мысли автора, к смене глубинной основы традиционного художественного сознания: в новейшем искусстве происходит замена существовавшей с момента возникновения искусства натуроцентристской парадигмы художественного сознания (мироотношения) на культуроцентристскую. Культура, ее особая реальность, собственные свойства, структуры, процессы и продукты становится в новейшем (актуальном, в частности) искусстве центральным предметом и объектом, что и ведет как к новой содержательности искусства, так и к его новым формам и языкам

The Aesthetic of Our Times: A New Phenomenology

Статья — расширенный вариант выступления автора на панельной дискуссии «Эстетическое наших дней: феноменологии, сущности, способы описания» Второго российского эстетического конгресса (Екатеринбург, 1–3 июля 2021 г.).Рукопись поступила в редакцию: 18.10.2021. Принята к публикации: 29.10.2021.Received: 18.10.2021. Accepted: 29.10.2021.«Эстетическое» — ставшее существительным прилагательное, обобщенно выражающее эстетическую реальность, главными «единицами» которой выступают особые ценностные свойства объектов = эстетические ценности как феномены сознания. Целью статьи являются фиксация и анализ состояния эстетической реальности наших дней, осуществляемые в сравнении с известными чертами классической эстетической картины мира. Констатируется сохранение эстетическим своей признанной в классической эстетике чувственной основы и универсального (всеохватного) для чувственного мира характера. Причем современное эстетическое все полнее реализует этот потенциальный универсализм эстетического начала, распространяясь на те объектные сферы и явления, которые еще недавно были анэстетическими или даже воспринимались как антиэстетические (протеизм современного эстетического). Далее статья прослеживает растущие отличия современного эстетического от классических представлений эстетики и эстетических вкусов. Классическое эстетическое сознание мыслило эстетическую реальность дискретно и сводило ее к жестко фиксированным по объектам и смыслу и нормативно закрепленным «основным» ценностям (прекрасное, возвышенное, трагическое и комическое). Современное протеистическое эстетическое все больше проявляет себя как континуум: непрерывность плавно переходящих друг в друга и объемлющих (окрашивающих) весь чувственный мир эстетических смыслов. При этом традиционные («основные») ценности получают (благодаря новым предметностям и контекстам) новый смысл, порой в своем классическом звучании отодвигаются на периферию или даже элиминируются (как это происходит с трагическим в культуре постмодернизма). Зато возникают новые, отличные от традиционных и пока даже не имеющие номинации эстетические ценности/смыслы. В статье показаны варианты этих новых и пока непоименованных ценностей, вызванных к жизни как эстетизацией новых объектов, так и новыми ценностными позициями субъектов. Автор находит примеры таких новых ценностей, в частности, в артефактах Бориса Михайлова, Павла Отдельнова, Гюнтера фон Хагенса.The ‘aesthetic’ — an adjective that has become a noun-broadly expresses aesthetic reality whose general ‘units’ are specific value properties of objects = aesthetic values as phenomena of consciousness. The paper aims to fix and analyze the state of today’s aesthetic reality compared to the known attributes of the classical aesthetic picture of the world. The author argues that the aesthetic has preserved its sensory foundation and universal (all-inclusive) for a sensual world character recognized in classical aesthetics. And today’s aesthetic implements this potential universalism of aesthetic origin more fully spreading to certain object spheres and phenomena. Until recently, they used to be non-aesthetic or even perceived as anti-aesthetic (proteism of today’s aesthetic). The paper further traces the growing differences of present-day esthetic from classical ideas of aesthetics and aesthetic tastes. Classical aesthetic consciousness thought of aesthetic reality discretely and reduced it to rigidly fixed, by objects and meaning, and normatively enshrined ‘fundamental’ values (beautiful, sublime, tragic and comic). The proteistic aesthetic of our times is increasingly manifesting itself as a continuum: continuity of aesthetic meanings smoothly transitioning into each other and encompassing (staining) the entire sensual world. Traditional (terminal) values acquire (thanks to novel contexts and substance) a new meaning. Sometimes, in their classical form, they are pushed to the periphery or even get eliminated (as is happening to the tragic in postmodernism). On the bright side, there emerge novel, different from traditional, aesthetic values/meanings that have not been particularized yet. The paper provides variants of these new and non-defined values brought to life both by aesthetics of new objects and by the new value stance of subjects. In particular, the author finds these novel values in artifacts of Boris Mikhailov, Pavel Otdel’nov and Gunther von Hagens

Fatigue from Culture as a Phenomenon of Sociocultural Life: Problem Statement and General Characteristics

Рукопись поступила в редакцию: 19.07.2021. Принята к публикации: 29.07.2021.Received: 19.07.2021. Accepted: 29.07.2021.В статье рассматривается мало пока исследованный, но все более обращающий на себя внимание в разных сферах современной социокультурной жизни феномен культурогенной усталости и особенно главная, по мнению автора, ее разновидность: усталость от культуры (УК). Целью статьи является постановка проблемы исследования УК и общая характеристика настоящего явления. Статья базируется на констатации существования и влияния усталости от культуры не только в наше время, но и на протяжении всей истории человечества. Что и объясняет необходимость его всестороннего культурологического исследования. Анализ усталости от культуры строится в статье на пересечении ее феноменологического рассмотрения и анализа ее культурогенной природы и генеалогии. Осмысление особенностей феномена УК строится на сравнении биогенной и культурогенной усталостей. Что позволяет в последней выделить — наряду с усталостью тела и психики, существующих и в «натуральной» форме, — содержательно и функционально центральный для нее духовно-смысловой план. Рассматривается непростая диалектика отношений духовного содержания УК и ее психологических форм. Именно семантическое ядро УК, взятое в единстве с ее психологическими формами (переживательными состояниями), порождает прагматику УК — ее духовно-психологические и практические (поведенческие) следствия, где и обнаруживает себя серьезное влияние УК на сознание и бытие общества и человека. В качестве причин рождения УК в статье выделяются три: конфликтные отношения культурного и природного начал в обществе и человеке, выражаемые в осмысленной еще Фрейдом репрессивности культуры по отношению к природному в человеке; особенности функционирования самой культуры (его повторяемость, монотонность и т. п.), рождающие утомление в людях, их отталкивание от культуры; усталость самой культуры и ее компонентов, индуцирующая усталость в их акторах. Генетические связи с культурой, в сущности, и определяют место УК в жизни людей, особенности ее существования и влияния. Далее в статье рассматриваются важнейшие предикаты УК: пространственные и временные в их многоаспектности и единстве, а затем — динамические. Отношение УК к движению, что в свете ее социокультурной природы означает его отношение к деятельности, имеет парадоксальный характер. Статья обсуждает этот парадокс: усталость, казалось бы, должна вести к угасанию деятельностного начала в усталых от культуры людях, но на деле, наоборот, оборачивается — на основе негативной энергии неприятия и отталкивания от культуры — различными формами активности, как ментальной, так и практической. Предлагается объяснение этого парадокса, уходящее корнями в ценностно-смысловое ядро УК. Рассмотрение динамического плана УК включает и осмысление важной функциональной ее особенности: взаимодействия и переходов разных генеалогических оснований УК, создающих многоуровневость и многоэтапность «механизма УК». Эта особенность создает не только сложность феномена, но и его особый системный характер: сложные отношения УК с социокультурной системой общества, ее своего рода иррадиацию в хронотопы последней.The article explores the phenomenon of culturogenic fatigue. It is currently underresearched but increasingly attracts attention in different areas of sociocultural life. The paper focuses on its main variety: fatigue from culture (FC). The article aims to formulate the FC research problem and to characterize this phenomenon. The author assumes that fatigue from culture is not novel and has been in place throughout the entire history of humankind. And it explains the need for its comprehensive cultural examination. The base for the FC analysis is at the intersection of its phenomenological review and the scrutiny of culturogenic nature and genealogy. Comprehension of specific features of the fatigue from culture phenomenon is possible by comparing biogenic and culturogenic fatigues. It allows for singling out in the latter — along with the tiredness of the body and psyche that exist in their “natural” form — a spiritual and semantic plan, which is substantively and functionally central for it. The author considers the complex dialectic of relations between the FC spiritual content and its psychological forms. It is the FC semantic core taken in unity with its psychological forms (emotional experiences) that breeds the pragmatic of FC, — its spiritually psychological and practical (behavioural) consequences, where the major influence of FC on the consciousness and existence of society and a person reveals itself. The author distinguishes three reasons for the FC birth. The first is confl ict-driven relations of natural and cultural principles in society and man, expressed in the repressiveness of culture towards the natural in man, reflected on by Freud. The second one is the peculiarities of the functioning of the culture itself (its recurrence, monotony, etc.), provoking weariness in people, their repulsion from culture. Finally comes the fatigue from the culture itself and its components, which induces fatigue in their actors. In essence, a genetic linkage with a culture determines the place of FC in human lives, specific features of its existence and impact. The article proceeds to consider the essential FC predicates: spatial and temporal in their multidimensionality and unity, and then — dynamic ones. The FC attitude to the movement, which in the light of its sociocultural nature means its attitude to activity, is paradoxical. The article discusses this paradox: fatigue would seem to lead to the vanishing of the activity principle in people tired of culture. But in fact, everything turns out the other way round: based on the negative energy of rejection and repulsion from culture, fatigue transforms into various forms of activity, both mental and practical. The author proposes an explanation of this paradox, rooted in the value-semantic core of FC. The consideration of the dynamic plan of FC also involves refl ecting on its important functional feature: the interaction and transitions of the FC different genealogical foundations that create a multilevel and multistage “mechanism of the FC”. This feature generates not only the complexity of the phenomenon but also its special systemic character: the intricate relations of the CF with the sociocultural system of society, kind of irradiation into the chronotopes of the latter

Macroparadigms of Artistic Consciousness as a Basis of ‘Great Border’ in Present-day Art

Received: 18.09.2020. Accepted: 12.10.2020Рукопись поступила в редакцию: 18.09.2020. Принята к публикации: 12.10.2020.The article discusses the problem of “great border” between the newest art of the latter part of the 20th century and the early 21st century and traditional art as it has been existed throughout millennia. A zone of major differences between these two types of art refl ected in radically new features of language, richness and perception of the latest art, in emergence of new forms of artwork (art-objects, installations, performances, digital art, contemporary dance, post-drama theater) is expressed. At the same time the illustrative evolution of the very traditional art of today which brings it and the latest art together is emphasized. The article proposes a hypothesis of a central foundation-reason for transformative changes in art. The foundation of any artistic activity and artistic creation rests on a certain type of artistic attitude-towards-the world. Through alterations it has maintained the features of its basic paradigm unchanged. The author defi nes its essence as nature-centeredness. The radical evolution of modern civilization overshadows nature, places culture at the heart of people existence and results in the birth of a culture-centered paradigm of artistic consciousness. The article outlines its general characteristics defi ning the radical novelty of the present-day art. The key feature of such art is dominance in culture texts and some of its phenomena as a specifi c distinct and intrinsically valuable reality and a quest for the representation and internalization of its own diverse features of culture per se starting with its manmade (“artifi cial”), semiotic, activity-based, creative, communication, particular informative, tradition-driven nature and many others. Culture-centered art walks away from representing routine life events, telling “true stories”, reconstructing psychology and psychological relationships of people in every detail. Instead, it is turning towards accentuation and typology of ways and people life’ products, their cataloguing, towards analysis of culture memory, language and text structures, towards problemotization of the relationship between the cultural and the natural. Insuffi cient awareness of culture-centeredness expressed by theoreticians and practitioners of the latest art alongside with experiences of such awareness is mentioned.В статье обсуждается проблема «большой границы» между новейшим искусством второй половины ХХ — начала ХХI в. и искусством традиционным, каким оно было на протяжении тысячелетий. Обозначается зона основных различий между этими двумя типами искусства, выражающихся в радикально новых свойствах языка, содержательности и восприятия новейшего искусства, в появлении новых типов художественного творчества (арт-объекты, инсталляции, перформансы, цифровое искусство, современный танец, постдраматический театр). В то же время отмечается показательная эволюция самого традиционного искусства наших дней, сближающая его с искусством новейшим. В статье предлагается гипотеза центрального основания-причины радикальных перемен в искусстве. В основе любой художественной деятельности и ее произведений лежит определенный тип художественного мироотношения. Изменяясь, оно веками сохраняло неизменными черты своей базовой парадигмы. Сущность ее определяется автором как натуроцентризм. Радикальная эволюция современной цивилизации отодвигает природу на второй план, ставит в центр бытия людей культуру и приводит к рождению культуроцентристской парадигмы художественного сознания. В статье она характеризуется в своих общих чертах, определяющих радикальную новизну современного искусства. Главная особенность такого искусства — доминирование в сознании и текстах культуры и ее отдельных феноменов как особой самобытной и самоценной реальности и устремленность к репрезентации и освоению собственных многочисленных свойств культуры как таковой. Начиная с ее сделанности людьми («искусственности»), семиотичности, деятельностности и креативности, коммуникативности и особой информативности, традиционности и многих других. Культуроцентристское искусство уходит от репрезентации обыденных жизненных событий, рассказывания «историй из жизни», воссоздания подробностей психологии и психологических отношений людей. Зато тяготеет к выделению и типологизации способов и продуктов деятельности людей, их каталогизации, к анализу структур культурной памяти, языков и текстов, к проблематизации отношений культурного и природного. Отмечается недостаточная осознанность культуроцентризма теоретиками и практиками новейшего искусства, но также и опыт такого осознания

Using the Hadamard and related transforms for simplifying the spectrum of the quantum baker's map

We rationalize the somewhat surprising efficacy of the Hadamard transform in simplifying the eigenstates of the quantum baker's map, a paradigmatic model of quantum chaos. This allows us to construct closely related, but new, transforms that do significantly better, thus nearly solving for many states of the quantum baker's map. These new transforms, which combine the standard Fourier and Hadamard transforms in an interesting manner, are constructed from eigenvectors of the shift permutation operator that are also simultaneous eigenvectors of bit-flip (parity) and possess bit-reversal (time-reversal) symmetry.Comment: Version to appear in J. Phys. A. Added discussions; modified title; corrected minor error

Waiting time distributions for clusters of complex molecules

Waiting time distributions are in the core of theories for a large variety of subjects ranging from the analysis of patch clamp records to stochastic excitable systems. Here, we present a novel exact method for the calculation of waiting time distributions for state transitions of complex molecules with independent subunit dynamics. The absorbing state is a specific set of subunit states, i.e. is defined on the molecule level. Consequently, we formulate the problem as a random walk in the molecule state space. The subunits can possess an arbitrary number of states and any topology of transitions between them. The method circumvents problems arising from combinatorial explosion due to subunit coupling and requires solutions of the subunit master equation only

Detectability of non-differentiable generalized synchrony

Generalized synchronization of chaos is a type of cooperative behavior in directionally-coupled oscillators that is characterized by existence of stable and persistent functional dependence of response trajectories from the chaotic trajectory of driving oscillator. In many practical cases this function is non-differentiable and has a very complex shape. The generalized synchrony in such cases seems to be undetectable, and only the cases, in which a differentiable synchronization function exists, are considered to make sense in practice. We show that this viewpoint is not always correct and the non-differentiable generalized synchrony can be revealed in many practical cases. Conditions for detection of generalized synchrony are derived analytically, and illustrated numerically with a simple example of non-differentiable generalized synchronization.Comment: 8 pages, 8 figures, submitted to PR