Скрытые возможности. Мозг человека может «учиться» даже без ведома хозяина
Простое знакомство с неизвестными пока человеку объектами переводит мозг в режим скрытого обучения, чтобы получить полную информацию позже.
Related video
Новое исследование ученых из Университета штата Огайо, США, показывает, что мозг человека начинает обработку информации о пока что неизвестных ему объектах, что дает возможность человеку лучше получать новые знания в будущем. Ученые надеются раскрыть все подробности этого скрытого вида обучения в нашем мозге, сообщает ScienceAlert.
Человек за всю жизнь получает очень много новой информации. И мозг разделяет эту информацию на категории, то есть происходит процесс классификации тех или иных новых объектов. Но этот процесс часто происходит скрыто в нашем мозге.
Скрытое обучение в мозге человека
Например, человек узнает, что кошка и собака – это разные объекты не потому, что кто-то об этом сказал или так его научили, а потому, что он их видел и знаком с ними.
В рамках нового исследования ученые хотели разобраться в процессе скрытого обучения нашего мозга и как оно помогает в дальнейшем человеку лучше обрабатывать новую информацию.
«Часто мы видим окружающие нас объекты, но не задаемся целью узнать о них больше. Но мы выяснили, что простое знакомство с неизвестным готовит почву для того, чтобы мы могли узнать больше информации об этих объектах в будущем», — говорит Владимир Слуцкий из Университета штата Огайо.
Эксперимент с фантастическими существами
В ходе экспериментов с привлечением более 400 взрослых участников, ученые показывали людям незнакомые им движущиеся по экрану компьютера фантастические существа. Но они были разделены на разные категории, так же, как и объекты «кошка-собака».
По словам ученых, часто мы видим окружающие нас объекты, но не задаемся целью узнать о них больше. Но оказалось, что простое знакомство с неизвестным готовит почву для того, чтобы мы могли узнать больше информации об этих объектах в будущем
Фото: Freepic
На экране некоторые участники эксперимента видели, что одни существа двигаются к красному участку в левой части монитора, а другие к синему участку в правой части монитора.
После этого всем добровольцам рассказали, что фантастические существа принадлежат к разным видам и объяснили, как их отличить. В результате оказалось, что те люди, которым сначала показывали этих существ, а потом рассказали о них, смогли быстрее разобраться в том, кто есть кто и в чем их особенности.
«Мозг участников, которые сначала видели движущихся существ, получил уже определенную информацию. Далее людям рассказали, как отличить этих существ. Когда респонденты получили новую информацию, то они быстрее могли определиться в двух новых категориях объектов», — говорит Лейла Ангер из Университета штата Огайо.
В ходе экспериментов с привлечением более 400 взрослых участников, ученые показывали людям незнакомые им движущиеся по экрану компьютера фантастические существа. Но они были разделены на разные категории, так же, как и объекты «кошка-собака»
Фото: Freepic
Позже участникам эксперимента включали звуки, которые сопровождали движения того или иного существа.
И снова те люди, которые до этого уже получили зрительную информацию смогли еще лучше закрепить знания о новых объектах.
Выводы ученых
«Первичная зрительная и звуковая информация уже отложилась в мозге, то есть люди пока не были полностью готовы узнать больше о новых существах, но мозг во время скрытого обучения подготовил необходимую почву для явного обучения. Люди готовы были получать новую информацию намного быстрее», — говорит Ангер.
Теперь же ученые планируют еще больше разобраться в процессе скрытого обучения нашим мозгом и в будущем хотят узнать, как этот процесс происходит также и у детей.
Фокус уже писал о том, что ученые ответили, как оптическая иллюзия заставляет видеть растущую черную дыру.
Тайны мозга. Сверхвозможности опасны для их обладателя | Наука | Общество
Как устроен человеческий мозг? Способен ли он познать сам себя? Откуда берутся интуиция и творчество? Об этом и многом другом «АиФ» рассказал российский физиолог, академик, директор Института мозга человека РАН Святослав Медведев.
Мыслящий студень
Владимир Кожемякин, «АиФ»: — Святослав Всеволодович, что в деятельности мозга кажется вам наиболее загадочным и необъяснимым?
Святослав Медведев: То, чему я посвятил, по сути, свою научную жизнь: нерешенный до сих пор вопрос, как нейроны мозга организуются в систему. Представьте себе: компьютер и мозг. Количество элементов в мозге — 100 млрд. нейронов. Для описания взаимодействия между ними нужен объем компьютерной памяти, сравнимый с числом частиц в видимой нами Вселенной. При этом, скорость распространения информации по мозгу – всего 1400 м в секунду. В компьютере же это – фактически скорость света. И, кстати, работает мозг на энергии, по мощности сравнимой с той, которую даёт автомобильный аккумулятор. Замечу, что в мощных компьютерах только на охлаждение идут десятки киловатт. Но при этом эффективность его неизмеримо выше, чем у любого из известных ныне сверхмощных компьютеров… Каким образом нейроны могут организовываться при столь медленной работе мозга? Почему до сих пор эффективность его деятельности далеко превосходит все, что сейчас достигается компьютерами? Мы не представляем себе, как это происходит с точки зрения законов физики.
— Вы видели живой человеческий мозг?
— Конечно, ведь я присутствовал на многих нейрохирургических операциях. И это на самом деле производит впечатление — что всё наше интеллектуальное сокровище выглядит как некий студень с прожилками. И даже нам, исследователям, бывает трудно осознать и до конца поверить, что 1,5 килограммах этой бугристой розовой студенистой массы в черепной коробке содержится все богатство нашего внутреннего мира, все разнообразие поведения!
Может быть, в этом и есть главная загадка мозга – как в этом студне заключены все связи Вселенной? Каким образом в нем происходит взаимодействие между идеальным и материальным? Как наши чувства превращаются в биохимические процессы, и наоборот – как эти процессы превращаются в эмоции? Вот вы не знаете? Я – тоже. Пока…
— На сколько процентов вообще изучен мозг?
— Ответа на этот вопрос не существует. Кстати, о процентах. Считается, будто человек использует только 10, 15 или 20% возможностей мозга.
Часовой в голове
— Интуиция, внутренний голос, шестое чувство — что это?
— Я думаю, накопленный в течение жизни опыт и подсознательный анализ ситуации. Например, человек видит признаки опасности, но полностью осознать увиденное не успевает. Однако, основываясь на этих признаках, мозг молниеносно дает команду, которую мы считаем подсказкой внутреннего голоса. Мы можем инстинктивно остановиться посреди улицы или, напротив, резко ускорить шаг, заметив краем глаза падающую с крыши сосульку или кирпич.
В мозге человека есть механизм сравнения реальной ситуации с контрольной – то есть, некой матрицей стереотипов. Образно говоря, в нашей голове все время дежурит часовой, который собирает общую картину, обрабатывает ее, закрепляет, а потом мониторит текущую обстановку, проверяя, не поменялось ли что. Если возникают изменения, в мозге появляется сигнал – смутное беспокойство, ощущение, мол, что-то не так. Заметьте: мозг не говорит, что именно не в порядке, а просто «портит вам настроение». Задача «часового» – следить за отклонениями от стандарта, и обратить на них внимание, а там пусть уж человек сам принимает решение, что ему делать.
— Но тогда почему такое смутное беспокойство зачастую появляется задолго до события? Что это — предвидение?
— Отвечу присказкой: «Если господин гусар идет играть в карты на всю ночь, то еще днем, когда пока что ничего не случилось, его жена уже начинает беспокоиться, не проиграется ли он в пух и прах». Иначе говоря, вы приблизительно понимаете, что плохого может произойти, и начинаете переживать заранее, прикидываете шансы на успех.
— Насколько, на ваш взгляд, велико влияние человеческой воли? Где черта, за которой она уже бессильна? Или человек способен на все, пока не умрет?
— Конечно, нет, не способен. Такая черта – это выход за нормальную ситуацию: тяжелая болезнь, серьезная травма, наркотическое отравление… Мозг хорошо работает в условиях стабильности. Когда возникающие нестабильности держатся в рамках, он прекрасно их выравнивает. Но бывают ситуации, когда ничего не поможет: будет сила воли, не будет – уже все. Например, есть воздействия, против которых мозг бессилен: если вводить в организм определенные вещества, например психотропные, наркотические, то сопротивление практически невозможно. Известны легенды о волевых разведчиках, которые молчали под любыми пытками. Но после обработки специальными психотропными препаратами человек теряет волю и отвечает на любой вопрос.
— Вы, помимо прочего, исследуете феномен творческого начала в человеке – «божьей искры», как говорится.
Если не секрет, на каких приборах это делается?
— Их достаточно много: позитронно-эмиссионный томограф, магнитно-резонансный томограф, различные устройства, использующие современные методы электроэнцефалографии. Мы предлагаем людям выполнять определенные творческие задания — например, придумать нестандартную фразу. И видим на приборах, как в этой ситуации происходит функционирование мозга.
Последняя научная монография моей матери, Натальи Петровны Бехтеревой была написана на тему «Умные живут дольше».
О том же говорит и известный геронтолог Владимир Анисимов: ученые тех специальностей, где творчество обязательно, зачастую могут похвастаться своим долголетием.
Сверхвозможности опасны?
— Есть расхожее представление, что мозг обладает некими сверхвозможностями, скрытыми в подсознании. Это действительно так?
— Не стоит переоценивать роль идеального в работе мозга. Отсюда появляются мифы о его сверхвозможностях и скрытых резервах — мол, человек в обычной жизни якобы задействует всего лишь малую долю того, что ему на самом деле подвластно. Кто, например, не слышал историю о прохожем, который, спасаясь от собаки, перелез через трехметровую стену, хотя никогда ни до, ни после не мог перелезть даже через двухметровую… Вариаций на эту тему предостаточно. В финале обычно делается вывод, что у каждого из нас есть масса нереализованных возможностей, и вот если бы научиться их использовать… Что ж, это несложно. Вкатите себе лошадиную дозу допинга и дерзайте.
Скорее всего, вы умрете уже при второй пробе…
Подобные представления похожи на миф о покорении природы. Да, у организма есть резервы. Но они потому и резервы, что приберегаются для редких, действительно экстремальных случаев. Человек может многое, но далеко не все – при этом за свершения приходится платить, иногда слишком высокую цену…
К примеру, существует теория, будто реальная сила мышц во много раз больше чем та, которую мы показываем на соревнованиях. Ситуация такая же, как с суперсовременными сверхмощными машинами, в которых скорость ограничена искусственно. Ограничения же на силу мышц происходят за счет ломкости костей, недостаточной прочности сухожилий. Почему же бесконечны истории о прыжках и невероятной силе? Да потому, что в момент опасности в организме выделяется лошадиная доза адреналина. Организм умно сконструирован. Он понимает, что, когда, скажем, нападает тигр, не время думать о правильном распределении энергии, а растянутые связки можно починить потом.
Но когда обсуждают нераскрытые возможности мозга (сверхпамять, сверхбыстрый счет и другие феномены), скучные представления о естественных барьерах сразу забывают.
Весь вопрос тут в цене сверхвозможностей. Известно, что практически все чемпионы олимпийского уровня – больные люди. Их рекорды связаны с запредельной мобилизацией сил организма: такое даром не проходит. Платой за медаль в 18 лет часто становится инвалидность в 40. Человек работает на износ, не думая о будущем. Или, скажем, есть люди, которые никогда не спят: как ни странно, им нельзя водить машину. Отсутствие нормального сна они компенсируют тем, что засыпают на секунду-другую. А за секунду, между прочим, автомобиль может проехать десятки метров…
Кстати, и сами по себе сверхвозможности – не всегда благо. Возьмем, к примеру, ту же память. Мгновенно и навсегда сохранять в голове огромные объемы информации – это великолепно. Но и способность забывать – тоже великое дело. Представьте себе, что один из супругов помнит обо всех семейных скандалах, психологических травмах, поражениях.
С такой памятью трудно жить. Великий сыщик Шерлок Холмс избегал ненужных знаний. С подобной проблемой сталкиваются все, кто работает на компьютере: диск объемом 500 гигов можно заполнить очень быстро, но как потом найти нужный файл? Тот, кто помнит все, зачастую мало что может использовать: он завален информацией.
Пока что большинство случаев выдающихся возможностей человека вели к потерям в будущем или даже настоящем. Почти любое отклонение от стабильности человеческого организма не приводит к благу. Отсюда следует вывод: сверхвозможности, по идее, должны быть запрещены на биологическом уровне – стремлением самого мозга и организма к сбалансированности. Поэтому, мозг вносит достаточно жесткие ограничения в наше мышление, подобно тому, как в басовом регистре нельзя сыграть быструю мелодию.
Сверхвозможности опасны для их обладателя. Возьмем жизнь и смерть Владимира Высоцкого, который, несомненно, обладал сверхвозможностями, но они «сожгли» (в буквальном смысле, если говорить об энергетике) его организм.
Или, скажем, судьбы Пушкина, Лермонтова… Если плата за развитие своих способностей и умений в пределах нормы — это тренировка и здоровый образ жизни, то цена сверхвозможностей — гипертрофия какого-то одного качества за счет других и, возможно, преждевременная смерть.
— Если мозг изучен не до конца, значит, нельзя отказывать ему и в каких-то паранормальных способностях?
— Думаю, придет время заняться изучением явлений, которые сейчас считаются несуществующими: феноменом предвидения, выходом души из тела, возможностями телепатии, вещими снами. Например, телепатия: есть она или нет? Ясно одно: передача мыслей на расстояние сделала бы невозможным существование высокоразвитых форм жизни. А так называемый выход души из тела происходит только в критических состояниях, например, когда человек при смерти. Почему? Когда жизнь угасает, нарушается согласованная работа различных систем. Их еле-еле хватает на самообеспечение, но уже не на взаимодействие.
И тогда, возможно, в мозге перестают действовать некоторые запреты и ограничения… У некоторых людей это врожденные качества (в этом случае мы говорим о таланте или даже гении). Они могут проявляться, например, при постановке сверхзадачи в виде озарений и сопровождаться изменением внутреннего режима времени.
— То есть время в мозге течет как-то иначе?
— Возможно, что и так. В особенно сложных структурах энергия может переходить во время или пространство и наоборот. Иначе говоря, не исключено, что мозг в своём объёме способен изменять законы пространства-времени. Теоретически можно себе представить, как сложная нейронная сеть (совокупность миллиардов нейронов) локально, в объёме головы, модифицирует свойства пространства в зависимости от своей структуры и состояния.
Можно ли пересадить голову?
— Вы не раз говорили о противоречии между огромной интеллектуальной мощью мозга и его зависимостью от состояния тела. А если бы мозг был совсем независим от тела – то что?
– Зависимость мозга от тела – это не всегда хорошо.
Но, если бы её не существовало, то не было бы, скажем, и влияния стресса на работу мозга. А стресс, как известно, – великий стимулятор активной деятельности. Существует расхожая версия о том, что на исход Бородинской битвы и битвы при Ватерлоо косвенным образом повлияли недомогания Наполеона, в частности, пресловутый насморк в день сражения. В этом объяснении есть определённый смысл – ведь насморк вызывает гипоксию, кислородное голодание мозга, что снижает остроту и ясность мышления, скорость реакции. Возможно, именно это стало причиной того, что Наполеона не посетило свойственное ему озарение, помогавшее выигрывать другие сражения.
Если отделить мозг и сделать автономным, это резко его обеднит. Например, лишит эндогенных морфинов – химических соединений, которые обладают способностью влиять на эмоциональное состояние. Отнимите эти гормоны счастья – и человек не сможет получать удовольствие, потеряет огромное количество эмоций. Мозг должен зависеть от тела. Это насущная необходимость.
И именно то, что делает человека человеком и отличает его от компьютера.
— В фантастических фильмах мозг перемещают в экзоскелет, и в результате рождается киборг. Возможно ли такое в будущем? Можно ли пересадить мозг в другое тело?
– Пока что, к сожалению, нельзя. Спинной мозг в итоге «не склеивается», и человек оказывается парализованным. Во времена Советского Союза мы изучали солдат, вернувшихся из Афганистана с полным перерывом спинного мозга. Восстановить это было невозможно, хотя улучшения в состоянии пациентов и были довольно значительными. Вот черепахи, например, вполне способны восстанавливаться и передвигаться с такой травмой, кошки тоже, а человек, увы, нет. Если подобную операцию всё-таки удастся успешно осуществить, тогда можно будет и пересаживать голову.
Интернет упрощает разум
— Вы как-то заметили, что интернет упрощает разум. Но так ли это? Находя ответы на все вопросы в Сети, люди действительно зачастую разучиваются думать.
Но с другой стороны, мгновенное получение любого знания должно обогащать мозг…
— В мире нет абстрактно плохих и абстрактно хороших вещей. Например, наркотики – однозначно плохое дело, но без них невозможно проведение ни одной операции. Или, скажем, атомная бомба – она плохая или хорошая? Она сама по себе никакая. С ее помощью можно создавать гигантские подземные хранилища, а можно и уничтожать города. Или, скажем, сбить комету, которая летит на Землю.
Честно сказать, я больше люблю читать книгу, чем смотреть телевизор. Но смотрю – в разумных пределах. Телевидение меня не поработило, не сделало зависимым от «ящика». Вот и наркоманом человек, как правило, не становится, его заставляют таким стать. И если он поддается, то в итоге погибает. Приучение к наркомании – это огромная индустрия. И с интернетом та же самая история. Сейчас создано множество очень хитрых приемов для «отключения» людей от реальной жизни – и в том числе для того, чтобы они не задавали лишних вопросов.
И так, к сожалению, происходит во всем мире.
И в самом деле, если исходить из подобной логики — зачем помнить наизусть цитаты, если все можно «по щелчку» найти в интернете? Зачем читать книгу – проще посмотреть экранизацию… На самом деле беда уже у ворот: мы не оглупляем наших детей, но упрощаем их разум. То же кино дает зрителю фабулу произведения и губит фантазию. Вы уже не можете представить себе истинные образы Миледи и д’Артаньяна у Дюма. Это однозначно Терехова и Боярский…
Мозговой штурм мозга
— Ваша новая книга называется «Мозг против мозга». Что имеется в виду?
— По-английски эта фраза звучит более близко к смыслу книги: «Мind vs brain». То есть мозг, который мыслит (сознание, знание, разум) против мозга как материального тела. Способен ли человеческий мозг познать мозг, то есть сам себя? Как можно с помощью понимания, науки, логики постичь работу невероятно сложного «устройства» (или, кто знает, может быть, «существа»), заключенного в нашей голове? Ученые впервые столкнулись с ситуацией, когда «прибор» и объект его изучения одинаково сложны.
Вы не поверите, но все, что мы до сих пор исследовали, будь то атом или Галактика, было проще, чем мозг человека. Можно ли вообще познать его? Я думаю, что до конца — вряд ли. Надежду даёт только то, что число научных открытий в исследовании мозга не прекращается. Такое ощущение, что мозг шутя раскрывает свои тайны, полагая, будто их у него бесконечно много, а значит, можно немного «подкинуть» любопытствующим учёным.
— Вы выражаете сомнение в том, что человеческий мозг можно познать с помощью мозга, то есть «прибора», сопоставимого по сложности с исследуемым объектом. А значит, разгадать до конца все тайны мозга навряд ли возможно. Но, может быть, учёным поможет в этом мозговой штурм – метод коллективного поиска решений? Один мозг хорошо, а несколько – лучше…
– К сожалению, обычно при количественном увеличении числа мозгов качественное изменение не происходит. Просто собирается всё больше и больше слепцов, ощупывающих слона. Консилиум – это лишь увеличение числа попыток.
Метод мозгового штурма работает, но в случае с изучением мозга он пока не привёл ни к каким важным результатам. Может быть, потому, что мы не умеем задавать мозгу правильные вопросы.
Секреты мозга могут быть скрыты в его складках и складках. Как они сделаны? : ScienceAlert
Человеческий мозг называют самым сложным объектом в известной Вселенной. И на то есть веская причина: в нем около 86 миллиардов нейронов и несколько сотен тысяч километров аксонных волокон, соединяющих их.
Неудивительно, что процесс складчатости мозга, в результате которого образуются характерные выпуклости и борозды, также очень сложен. Несмотря на десятилетия предположений и исследований, основной механизм этого процесса остается плохо изученным.
Как исследователи в области биомеханики и компьютерных наук, мы потратили несколько лет на изучение механики складчатости мозга и способов визуализации и картирования мозга соответственно.
Выяснение этой сложности может помочь исследователям лучше диагностировать и лечить нарушения развития головного мозга, такие как лиссэнцефалия, или гладкий мозг, и эпилепсия.
Поскольку многие неврологические расстройства возникают на ранних стадиях развития, понимание того, как работает свертывание мозга, может дать полезную информацию о нормальных и патологических функциях мозга.
Механизм складчатости мозга
Мозг состоит из двух слоев. Внешний слой, называемый корой головного мозга, состоит из складчатого серого вещества, состоящего из мелких кровеносных сосудов и сферических клеточных тел миллиардов нейронов. Внутренний слой состоит из белого вещества, состоящего в основном из удлиненных хвостов нейронов, называемых миелинизированными аксонами.
В последние годы исследователи показали, что механика, или силы, которые объекты воздействуют друг на друга, играют важную роль в росте и складывании мозга.
Среди нескольких гипотез, предложенных учеными для объяснения того, как происходит свертывание мозга, дифференциальный тангенциальный рост является наиболее общепринятым, поскольку он хорошо подтверждается экспериментальными наблюдениями.
Эта теория предполагает, что внешний слой мозга растет быстрее, чем внутренний, из-за того, как нейроны размножаются и мигрируют во время развития.
Это несоответствие в темпах роста увеличивает силу сжатия внешнего слоя, что приводит к общей нестабильности растущей структуры мозга. Однако складывание этих слоев избавляет от этой нестабильности.
Чтобы лучше объяснить эту теорию, Джалиль создал механическую модель мозга, в которой скорость роста внешнего слоя была выше, чем внутреннего. Как и ожидалось, это несоответствие в скорости роста привело к тому, что внутренний слой блокировал распространение внешнего слоя.
Поскольку внешний слой не может расширяться дальше из-за этой блокировки, он должен складываться и изгибаться внутри внутреннего слоя, чтобы получить более стабильную структуру.
Другое исследование с использованием гидрогелевой модели мозга, напечатанной на 3D-принтере, также показало, что несоответствие скорости роста приводит к складчатости.
Это искривление происходит из-за того, что складывание максимизирует отношение поверхности мозга к объему, или количество площади поверхности мозга по отношению к его размеру. Более высокое отношение поверхности к объему позволяет мозгу упаковывать больше нейронов в заданное пространство, уменьшая при этом относительное расстояние между ними.
Исследовательская группа Джалиля также обнаружила, что другие механические факторы также влияют на окончательную форму, которую примет развивающийся мозг, включая начальную толщину внешнего слоя мозга и то, насколько жесткими являются два слоя по отношению друг к другу.
Совсем недавно наши симуляционные исследования показали, что аксоны, часть нейрона, которая помогает ему передавать электрические сигналы, играют роль в регуляции процесса свертывания мозга.
Наша модель показала, что гребни мозга формируются в областях с большим количеством аксонов, а долины формируются в областях с низкой плотностью аксонов.
Мы подтвердили эти выводы с помощью нейровизуализации и образцов тканей из реального человеческого мозга.
Это подтверждает важность плотности аксонов для развития мозга и может говорить о происхождении таких состояний, как аутизм и шизофрения, которые имеют неправильную структуру мозга и связи.
Сейчас мы оба занимаемся разработкой более сложных моделей мозга, основанных на нейровизуализации реального мозга, которые обеспечат еще более детальное моделирование развития мозга.
Механика нарушений головного мозга
Наши модели мозга дают потенциальное объяснение того, почему мозг может формироваться ненормально в процессе развития, подчеркивая важную роль, которую структура мозга играет в его правильном функционировании.
Мозг с аномальными складками может привести к разрушительным последствиям.
Например, модель мозга с более толстым, чем обычно, внешним слоем образует меньшее количество выступов и впадин большего размера, чем модель с нормальной толщиной.
В крайнем случае это может привести к состоянию, называемому лиссэнцефалией, или гладкому мозгу, при котором мозговые складки полностью отсутствуют.
Многие дети с этим заболеванием имеют тяжелую задержку развития и умирают в возрасте до 10 лет.
С другой стороны, полимикрогирия имеет более тонкий, чем обычно, наружный слой и приводит к избыточному складчатости. Это состояние также было воспроизведено с помощью механического моделирования. У людей с этим заболеванием могут быть неврологические проблемы от легкой до тяжелой степени, включая судороги, паралич и задержку развития.
Ученые также выявили аномальные паттерны складывания при заболеваниях головного мозга, таких как шизофрения и эпилепсия.
Следующие шаги в механике мозга
Понимание механизмов, лежащих в основе свертывания мозга и связности, предоставит исследователям основу знаний для раскрытия их роли в нарушениях развития мозга.
В долгосрочной перспективе выяснение связи между структурой и функциями мозга может привести к появлению инструментов ранней диагностики заболеваний головного мозга.
В будущем искусственный интеллект сможет дать еще больше информации о нормальном росте и складывании человеческого мозга.
Но даже со всеми этими достижениями в области нейробиологии исследователи, подобные нам, вынуждены работать для нас, поскольку мы продолжаем пытаться разгадать тайну самой сложной известной структуры во Вселенной.
Мир Джалил Разави, доцент кафедры машиностроения, Бингемтонский университет, Государственный университет Нью-Йорка, и Вейин Дай, доцент компьютерных наук, Бингемтонский университет, Государственный университет Нью-Йорка.
Эта статья перепечатана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.
Обладает ли наш мозг экстраординарными неиспользованными способностями? | Студенты
13 сентября 2002 года 31-летний Джейсон Пэджетт, продавец мебели из Вашингтона, был избит и ограблен двумя мужчинами после выхода из караоке-бара. Он пережил жестокое нападение, но потерял сознание и получил сильное сотрясение мозга.
Вскоре после этого он заметил, что его зрение изменилось. Он также понял, что у него развились замечательные математические способности.
Пэджетт начал видеть закономерности во всем, на что он смотрел, и рисовать сложные геометрические фигуры, сетки и фракталы. «В реальной жизни я везде вижу формы и углы, — объяснял позже Пэджетт. «Это просто очень красиво».
Казалось, он интуитивно понимал математическую природу Вселенной, несмотря на то, что ранее бросил университет и не имел формального академического образования. Он решил вернуться в университет, чтобы изучать теорию чисел.
Болезнь Пэджетта — это случай синдрома приобретенного ученого, состояния, при котором какое-либо повреждение мозга открывает невероятные умственные способности. На сегодняшний день выявлено менее 100 таких случаев; их существование, однако, побудило некоторых исследователей утверждать, что в каждом из нас есть скрытый гений, а также искать способы, с помощью которых можно раскрыть этот скрытый потенциал.
Человек дождя
Синдром саванта привлек внимание общественности после того, как Дастин Хоффман изобразил аутичного ученого Рэймонда Бэббита в 1988 фильм Человек дождя. Исследователи считают, что по крайней мере каждый десятый человек с аутизмом обладает некоторыми способностями к знаниям. Однако синдром приобретенного саванта встречается крайне редко.
«Я отслеживал случаи приобретенного саванта, которые привлекали мое внимание, и сейчас у меня около 70 случаев», — говорит психиатр Дарольд Трефферт, который занимается расследованием синдрома саванта более 50 лет. «Это число основано на людях, которые пишут мне, или врачах, которые пишут мне о своих пациентах. На сегодняшний день в научной литературе задокументировано лишь около 25 таких случаев».
Причины синдрома приобретенного саванта широко варьируются, как и исходы. Например, Тони Чикориа, хирург-ортопед из Нью-Йорка, обнаруживший страсть к игре на фортепиано после удара молнии, или случай Томми МакХью, который начал рисовать и писать стихи после удара.
Между тем, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско документируют появление визуального творчества и художественных талантов у пациентов с лобно-височной деменцией.
Я думаю, что в каждом из нас есть скрытый потенциал, в той или иной степени и в разной степени повреждение мозга заставляет людей внезапно интересоваться танцами или волшебником пинбола».Трефферт объясняет это с точки зрения нейропластичности (как мозг адаптируется в ответ на травмы и другие события). «После травмы головного мозга происходит рекрутирование неповрежденной коры из других частей мозга, затем происходит переподключение к этой неповрежденной области и высвобождение дремлющего потенциала. Это компенсаторный механизм, включающий области, которые могли быть бездействующими, или области, которые были «украдены» и их функция изменилась».
Несмотря на различные причины повреждения головного мозга и различные исходы травм, сканирование головного мозга показывает, что у большинства людей с синдромом приобретенного саванта повреждена передняя часть левой височной доли.
Эти наблюдения привели Трефферта и других к предположению, что они могут вызывать у людей способности, подобные ученым, путем временной инактивации этой области мозга в экспериментальных условиях.
Аллан Снайдер, директор Центра изучения разума Сиднейского университета в Австралии, проверял эту идею. В одном небольшом исследовании, опубликованном в 2003 году, Снайдер и его коллеги обнаружили, что подавление этой области мозга магнитными импульсами привело к небольшому улучшению художественных способностей и способностей к корректуре (pdf) у некоторых участников. Их последующие исследования показывают, что одно и то же лечение может вызвать у добровольцев числовые навыки, подобные ученому, значительно улучшая их способность точно угадывать количество элементов, показанных им на экране компьютера, а также может снизить вероятность вызова ложных воспоминаний. .
Согласно Снайдеру, люди с умственными способностями имеют привилегированный доступ к сенсорной информации, которая обычно не достигает сознания, из-за отсутствия торможения со стороны левой лобной доли.
Следовательно, Снайдер, Трефферт и другие считают, что у всех нас есть скрытые способности, подобные учёным, которые можно использовать различными способами.
«Я думаю, что в каждом из нас есть скрытый потенциал, в той или иной степени, — говорит Трефферт. «Талант распределен во всех нас по-разному. Некоторые из нас атлетичны, некоторые математически; некоторые из нас артистичны, а другие нет. Некоторые из нас музыкальны, но некоторые из нас просто хороши, а некоторые исключительны».
Раскрытие потенциала
Магнитная стимуляция мозга — это лишь один из возможных способов раскрытия этого скрытого потенциала. «Еще один способ — сделать это химическим путем, — продолжает Трефферт. «Мы знаем, что амфетамины благотворно влияют на кратковременную память, но проблема в том, что они вызывают сильное привыкание.
Трефферт признает, что эта идея открыта для злоупотреблений и эксплуатации. В последние годы наблюдается значительный рост использования рецептурных стимуляторов, таких как риталин, в качестве усилителей когнитивных функций; также наблюдается массовый рост самостоятельной стимуляции мозга, хотя до сих пор неясно, имеют ли такие процедуры какой-либо эффект за пределами лаборатории и несут ли они какие-либо долгосрочные риски.
«Люди всегда ищут источник молодости в том или ином месте, — говорит Трефферт. «Наборы для стимуляции мозга своими руками легко доступны, и вы можете заказать их в Интернете прямо сейчас менее чем за 100 долларов (76 фунтов стерлингов), но они не очень точны».
«Я верю, что в каждом из нас есть скрытый потенциал, и я думаю, что мы могли бы каким-то образом его использовать», — добавляет он. «Но в основном это не совсем на уровне гениев.
Эти наблюдения привели Трефферта и других к предположению, что они могут вызывать у людей способности, подобные ученым, путем временной инактивации этой области мозга в экспериментальных условиях.
Это может объяснить, почему аутичные ученые часто концентрируются на мельчайших деталях вещей, а не видят картину в целом, и почему повреждение мозга и экспериментальное торможение левой височной доли могут «разблокировать» способности, подобные ученым.
Точно так же психоделики высвобождают самые разные вещи — некоторые из них хорошие, некоторые не очень».