Não bộ và thị trường chứng khoán tuân theo cùng nguyên tắc trong khủng hoảng
Các phát hiện mới đề xuất sự suy sụp của mạng lưới có thể được dự đoán.
Bộ não và thị trường chứng khoán có điểm chung trong hành xử không? Thoạt nghe thì điều này có phần khôi hài nhưng nghiên cứu mới của các nhà khoa học U-M cho thấy, có thể giải thích các hành xử của bộ não và các nền kinh tế trong khủng hoảng bằng những quan sát phổ biến trong thực tại vật lý.
Công trình của họ được xuất bản trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences.
TS. UnCheol Lee của Khoa Gây mê hồi sức U-M và cộng sự đã cùng triển khai nghiên cứu ý tưởng này dựa trên quan sát một số bệnh nhân sau quá trình gây mê đã tỉnh lại sớm hơn so với nhiều bệnh nhân khác.
“Các loại thuốc gây mê toàn thân có thể được xem như một cách đưa một cuộc khủng hoảng có kiểm soát vào bộ não, làm đứt gãy mạng lưới của bộ não để tạo ra một cuộc bất tỉnh”, Lee giải thích.
Ông tự hỏi là liệu việc phục hồi từ một khủng hoảng như gây mê có tương tự với sự phục hồi của một quốc gia sau khủng hoảng kinh tế không, ví dụ như một cuộc sụp đổ thị trường chứng khoán, và liệu cả hai ví dụ về sự sụp đổ này có thể được miêu tả bằng một nguyên tắc cơ bản mà sau có thể được sử dụng trong dự đoán kết quả không.
Các bộ não và thị trường chứng khoán có thể được xem là hoàn toàn khác biệt nhau nhưng thật ngạc nhiên là chúng lại hành xử theo cách tương tự nhau. Cả hai đều là những hệ phức hợp mà được vận hành trong một trạng thái cân bằng tinh tế, một điều kiện mà các nhà khoa học gọi là tới hạn, nơi chức năng của chúng tại điểm linh hoạt, hiệu quả và nhiều thông tin nhất. Khi sự cân bằng này bị phá vỡ, cả hệ đột ngột rơi vào khủng hoảng, mất đi những lợi thế đó.
Trong vật lý, những thay đổi được biết như những chuyển pha, có thể xảy ra đột ngột (chuyển pha bậc nhất) hoặc từ từ (chuyển pha bậc hai). Ví dụ, nước đóng thành băng là chuyển pha bậc nhất – nhiệt độ giảm nhẹ có thể là nguyên nhân dẫn đến một chuyển đổi đột ngột. Trái lại, một nam châm mất dần từ tính khi bị gia nhiệt là chuyển pha bậc hai – diễn ra từ từ và có khả năng chống chịu với sự nhiễu loạn.
Nhóm nghiên cứu ở Michigan phát hiện ra là cả hai dạng chuyển pha đều xuất hiện không chỉ trong bộ não trong thời gian gây mê khi bệnh nhân mất nhận thức và lấy lại nhận thức mà còn trong các thị trường chứng khoán khi chúng sụp đổ và phục hồi trong thời kỳ khủng hoảng kinh tế.
Sử dụng một mô hình tính toán, họ đã ước tính liệu một mạng lưới cho trước ở chuyển pha bậc một hay bậc hai tại điểm tới hạn của nó hay không. Các mạng lưới ở chuyển pha bậc một có đặc trưng là sự đồng bộ khi bùng nổ và không ổn định khi bị nhiễu loạn, thường dễ bị sụp đổ đột ngột hơn và phục hồi chậm hơn sau khủng hoảng. “Với mô hình này, chúng tôi đã làm chậm loại chuyển pha này và tạo ra dữ liệu chuỗi theo thời gian, phân tích dữ liệu và cố gắng nhận diện các đặc điểm tín hiệu của chuyển pha bậc nhất và bậc hai. Chúng tôi nhận thấy rằng mạng lưới chuyển pha bậc nhất có sự khác biệt lớn hơn trong đồng bộ hóa mạng lưới”, Lee giải thích.
Sử dụng những kết quả này, họ đã có thể mô tả các mạng lưới khi dự đoán chuyển pha bậc nhất và bậc hai và dự đoán liệu một mạng lưới sẽ sụp đổ hay phục hồi một cách nhanh chóng hay dần dần, trước khi một khủng hoảng xảy ra.
Họ đã thử nghiệm mô hình bằng cách sử dụng các nghiên cứu về Khủng hoảng thế chấp dưới chuẩn 2007-2009 (cuộc khủng hoảng tài chính bắt nguồn từ việc cho vay thế chấp không an toàn với rủi ro cao cho những người vay có điểm tín dụng thấp. Khủng hoảng này bùng nổ vào năm 2007 khi thị trường nhà đất vỡ bong bóng, nhiều người vay không trả được nợ, dẫn đến tình trạng tịch thu nhà hàng loạt và làm sụp đổ thị trường chứng khoán thế chấp) và đọc điện não đồ từ những người đang được gây mê.
Kết quả, với thị trường chứng khoán, những gì gần với chuyển pha bậc một cho thấy sự sụp đổ nhanh hơn và phục hồi chậm hơn sau khủng hoảng, và các quốc gia gần với quá trình chuyển đổi bậc nhất (chuyển đổi bùng nổ) có xu hướng là các thị trường mới nổi với mức GDP bình quân đầu người thấp hơn.
Với điện não đồ của những người đang gây mê, các nhà nghiên cứu thấy mức độ gần với trạng thái chuyển đổi bậc nhất của não có thể dự đoán tốc độ nhanh hay chậm mà mọi người mất và lấy lại ý thức.
Việc dự đoán sự sụp đổ của mạng lưới có nhiều ứng dụng tiềm năng, từ việc cải thiện tính an toàn của gây mê dựa trên đặc điểm não của từng người đến việc triển khai các phương pháp để vượt qua các chuyển pha khác trong thực tế như tài chính hoặc biến đổi khí hậu một cách hiệu quả hơn.
Thanh Hương dịch từ ĐH Michigan
