Az agy és a tőzsde rejtélye: A fizika törvényei magyarázzák a kríziseket
Mi a közös az agy működése és a tőzsde között? Bár viccnek hangzik, a Michigani Egyetem kutatóinak új felfedezése szerint az agy és a gazdaság viselkedése krízishelyzetben a fizika jól ismert elveivel magyarázható. A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent tanulmányuk alapján ez a felismerés segíthet a különböző rendszerek összeomlásának előrejelzésében is.
A kutatás gondolata UnCheol Lee, a Michigani Egyetem aneszteziológiai tanszékének munkatársától és kollégáitól származik. Megfigyelték, hogy egyes betegek gyorsabban ébrednek fel az altatásból, mint mások.
„Az altatószerek bevezetése egyfajta kontrollált krízist jelent az agy számára, amely megszakítja az agy hálózatának működését, és eszméletvesztést okoz” – magyarázta Lee.
Elgondolkodott azon, vajon a felépülés egy ilyen krízisből, mint az altatás, analóg-e egy ország gazdasági válságból való kilábalásával, például egy tőzsdei összeomlás után, és mindkét összeomlás leírható-e egy olyan alapvető elvvel, amellyel az eredmény is előre jelezhető.
Az agy és a tőzsde: kritikus egyensúlyban
Bár az agy és a tőzsde látszólag teljesen eltérő rendszerek, meglepően hasonlóan viselkednek. Mindkettő komplex rendszer, amelyek normális körülmények között egy kényes egyensúlyi állapotban, az úgynevezett kritikus állapotban működnek. Ezen állapotban a legrugalmasabbak, leghatékonyabbak és leginformatívabbak. Ha ez az egyensúly megbomlik, a rendszer hirtelen krízisbe kerülhet, elveszítve ezeket az előnyöket.
A fizikában az ilyen változásokat fázisátmeneteknek nevezik, amelyek történhetnek hirtelen (elsőrendű átmenet) vagy fokozatosan (másodrendű átmenet). Például a víz jéggé fagyása elsőrendű átmenet – egy apró hőmérsékletcsökkenés is hirtelen változást okozhat. Ezzel szemben egy mágnes, amely lassan veszíti el mágnesességét a melegítés hatására, másodrendű átmenet – ez a folyamat fokozatosabb és ellenállóbb a külső zavarokkal szemben.
Az összeomlás mintázatai
A michigani kutatócsoport felfedezte, hogy mindkét típusú átmenet nemcsak az agyban fordul elő az altatás során, amikor a betegek elveszítik, majd visszanyerik az eszméletüket, hanem a pénzügyi piacokon is, amikor azok gazdasági válságok során összeomlanak, majd talpra állnak.
Egy számítógépes modell segítségével megpróbálták megbecsülni, hogy egy adott hálózat a fordulópontjánál első- vagy másodrendű átmenetnek felel-e meg. Az elsőrendű fázisátmenetekre hajlamos hálózatok, amelyeket robbanásszerű és instabil viselkedés jellemez, hajlamosabbak a hirtelen összeomlásra, és lassabb felépülést mutatnak a krízis után.
„A modell segítségével módosítottuk a fázisátmenet típusát, idősoros adatokat generáltunk, elemeztük azokat, és megpróbáltuk azonosítani az első- és másodrendű átmenetek jellegzetes jeleit. Azt találtuk, hogy az elsőrendű átmenetre hajlamos hálózat nagyobb szórású hálózati szinkronizációt mutat” – magyarázta Lee.
A modell előrejelző képessége
Az eredmények alapján képesek voltak a hálózatokat első- vagy másodrendűként jellemezni, és előre jelezni, hogy egy hálózat gyors vagy fokozatos összeomlást és felépülést fog-e tapasztalni a krízis bekövetkezte előtt.
A modellt a 2007–2009-es jelzáloghitel-válság tanulmányozására, valamint altatáson áteső betegek EEG-felvételeinek elemzésére használták. A tőzsdék esetében azok a piacok, amelyek közelebb álltak az elsőrendű átmenethez, gyorsabb összeomlást és lassabb felépülést mutattak a válság után. Kiderült, hogy az elsőrendű átmenethez közelebb álló (robbanásszerű átmenet) országok jellemzően alacsonyabb egy főre jutó GDP-vel rendelkező feltörekvő piacok voltak. Az altatáson áteső betegek EEG-felvételeire alkalmazva pedig megállapították, hogy az agy elsőrendű átmenethez való közelsége előre jelezte, milyen gyorsan vagy lassan vesztették el, illetve nyerték vissza az eszméletüket.
Széleskörű alkalmazási lehetőségek
A hálózati összeomlások előrejelzése széles körű alkalmazási lehetőségekkel bír, a páciensek agyi jellemzői alapján biztonságosabb altatási módszerektől kezdve egészen a pénzügyi vagy éghajlatváltozási krízisek hatékonyabb kezeléséig.
George Mashour, a tanulmány vezető szerzője és a Michigani Egyetem Tudatközpontjának alapítója hozzátette: „Dr. Lee munkája rendkívül innovatív. A hálózati tudomány felhasználása az agy és más komplex rendszerek közös dinamikájának megértésére a Központunk régóta fennálló célja.”
A legfrissebb tudományos cikkek
