ТРЕНИРОВКА ПАМЯТИ, ВИТАМИНЫ И БАДЫ, ВЛИЯНИЕ СОЦСЕТЕЙ НА РАБОТУ МОЗГА

Как работает память? Почему с возрастом сложнее запоминать новую информацию? Чем отличается мозг флегматика и сангвиника? Нужно ли принимать БАДы?

Рассказывает Вячеслав Дубынин — профессор, доктор биологических наук, физиолог, ведущий научный сотрудник кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ, писатель.

Навигация/содержание:

00:39 — Мозг — орган номер 1?
02:10 — Когда появился мозг с точки зрения эволюции
10:12 — Про нейронные связи
19:39 — Нейробиология сейчас
24:32 — Про силу мысли и психическую деятельность мозга
33:05 — Нейроны ребенка и взрослого
43:40 — Мозг надо тренировать?
51:47 — Различие женского и мужского мозга
56:12 — Про нейромедиаторы
01:07:46 — Что есть, чтобы мозгу было полезно?
01:13:16 — Про влияние физической активности на мозг
1:22:23 — «Мы у руля или мозг?»
1:30:36 — Про алгоритмы передачи информации
1:40:23 — Что такое панпсихизм?
1:43:40 — Про нынешних студентов и молодых ученых

Память это, в наибольшей степени: 1. обеспечение достаточного доступа кислорода в кору головного мозга; 2. правильный отток-приток артериальной крови в область ШОП (почти повторяет пункт 1, но включает дренаж); 3. состояние сосудов....Сосуды даются таковыми от рождения, генетически и ещё формируются в зависимости от условий жизни лет до 25-ти, как и гибкость позвоночника. В дальнейшем сделать с ними уже почти ничего нельзя. Все эти ваши капилары дают эффект процентов 5-7, по сравнению с исходным состоянием. Что можно делать в связи с вышесказанным...Улучшать диафрагамальное и особенно носовое дыхание. Как - полно видосов в ютупе. Второе, (но вы это делать не будете) заняться своим ОДА, начиная, блин, с фундамента - таза. Шея выровняется в самом конце, это дистальный отдел, "чердак". Третье (что вам под силу) - спать так, как показано на этой картинке.



Как всегда на личном примере: я полжизни, а может и больше, спал кое-как, в совершенно нефизиологичной позе. Начал вот так спать и память улучшилась в разы. Потом, у меня большую часть жизни плохо дышал нос. Капал раз 5-6 каждый день галазолином. Соответственно, дышал ртом, от чего увеличился один из желудочков сердца к уже и так имеющемуся "сердцу спортсмена"...но не об этом щас. Так вот, когда удалось боль-мень подравнять таз, а за ним и ПОПы ГОПы и ШОПы, то нос чудесным образом задышал )) И да, память и сон тоже улучшились процентов на 20. Как-то так.

И помните (уже флуд) бытие всегда определяет сознание )) А не наоборот.

ПыСы - все нейромедиаторы и панпсихизмы сатанинские посылайте в опу    Это совершенно избыточная для вас инфа, ничего не способная дать конкретно вам.

Забыл добавить: нос у меня "прочистился" не только от общего "выравнивания" ОДА, а и от того, что я лет 15 последних промываю его каждое утро из специального чайничка, как нам и заповедовали мудрые китайцы ))

Аня, так получилось, что я успел прочесть твоё удалённое сообщение )) Если что, сделай вид, что не писала ничего. Ну так вот, простых решений у меня для тебя нет. Случай у тебя похожий с бап Кейсиным, виноват опять таки грудной отдел позвоночника, но не только. С ГОП работать нелегко...Есесно, что не работа с мышью явилась первопричиной, это была лишь ещё одна песчинка, перевесившая чашу весов твоего ослабевшего организма. И сразу хочу спросить: ты, случаем, не растягивала ли шею по рецептам того своего "доктора Смерть"?   Фамилии не помню, к сожалению. К делу: 1.причина разной высоты плеч может быть в дисбалансе косых мышц живота. С одной стороны она вообще могла выключиться, в случае, например, падения на бок и смещения рёбер. 2. проблемы с широчайшей мышцей и нижней трапецией. Широчайшая ослаблена, компенсаторно будет включаться верхняя трапеция и мышца, поднимающая лопатку.3. ослаблены длинные разгибатели шеи - укорачивается мышца, поднимающая лопатку. Лопатка поднимается вместе с плечом этой стороны. Тут мы вспоминаем твоего волшебного доктора и его упры на растяжку этих самых разгибателей )) 4. неполадки в работе краниально-ключичного сустава, который должна держать задняя дельта. Задняя дельта не справляется - напрягается верхняя трапеция с этой стороны. Плечо что? Верно - поднимается.  5. свод одной из стоп занижен. Решается, если не заморачиваться - походом к ортопеду и выпиской ортопедической стельки....В общем, ты поняла, наверное, что дело это небыстрое, простых решений тут быть не может. Из категории "для ленивых" могу посоветовать лишь эти 2 видео.

Также, упражнение "спящий Будда".



Всё именно так, как на картинке. Подмышкой валик от дивана или фоам-роллер (что лучше, на самом деле). Делаешь на обе стороны, сначала лежишь на одной стороне 5 минут, потом на другой столько же. Отмечаешь, на какую сторону тебе делать дискомфортнее и лежишь на ней ещё 5 минут. В дальнейшем, уже зная проблемную сторону лежишь, 5 и 10 минут соответственно. Упр. устраняет разницу в тонусе косой мышцы живота и квадратной мышцы поясницы, что нам и надо, в данном случае. Всё это, напомню - для ленивых

брат Нибенимеда пишет:Аня, так получилось, что я успел прочесть твоё удалённое сообщение )) Если что, сделай вид, что не писала ничего. Ну так вот, простых решений у меня для тебя нет. ]

 
Искреннее спасибо ,
Делать  глазки сурка не зачем- Удалила потому что  1) не увидела, что тема Натальи,  что не от том она 2) да и потому , что сама понимаю что простых решений быть не может. Остальное в личке )

Анна пишет:

брат Нибенимеда пишет:Аня, так получилось, что я успел прочесть твоё удалённое сообщение )) Если что, сделай вид, что не писала ничего. Ну так вот, простых решений у меня для тебя нет. ]

 
Искреннее спасибо ,
Делать  глазки сурка не зачем- Удалила потому что  1) не увидела, что тема Натальи,  что не от том она 2) да и потому , что сама понимаю что простых решений быть не может. Остальное в личке )

Забавно) иными словами, на форуме появилась своего рода "черная метка"

Natalya пишет:
Забавно) иными словами, на форуме появилась своего рода "черная метка"

Иными словами:  стараюсь  уменьшить амбивалентность, пока  моих противоречий  с Вами, Наталья, не станет меньше

Любые правила  всегда соизмеряются  со своими ощущениями. И если правила говорят одно, а  мои желания - совсем другое, значит  моя психика в аварийном состоянии. Пока это не так  В данном случае это уважение  к тому , что Вы имеете право реализовывать свои интересы (в своей теме)  в первую очередь, мои желания -вторичны.

Анна пишет:

Natalya пишет:
Забавно) иными словами, на форуме появилась своего рода "черная метка"

Иными словами:  стараюсь  уменьшить амбивалентность, пока  моих противоречий  с Вами, Наталья, не станет меньше

У меня с Вами, Анна, как и наоборот, у Вас со мной - нет и не может быть амбивалентности, чтобы ее уменьшать  
Давайте посмотрю-ка я "букварь" и напишу, что же означает мудреное слово, которое Вы использовали)))

Амбивалентность (от лат. ambo – оба + valentia – сила): простыми словами если, это двойственное отношение индивида к чему-либо. Это касается внутреннего переживания, которое испытывает человек, приобретая противоречивые эмоции, двойственные противоположные чувства по отношению к одному и тому же объекту.

О каких противоречиях идет речь? явно не о "противоречиях со мной", как написали выше.
Если мнения двух человек отличаются друг от друга относительно одного и того же объекта/предмета - это нормально! иначе говорить об индивидуальности не приходится! да и об адекватности тоже  

В первом написанном тезисе, да и во втором речь идет о Вашей личной неприязни к другому человеку! и ко всему, что с ним связано...в данном конкретном случае - с темой, предложенной к обсуждению. Поэтому и появилось моё замечание относительно "черной метки". К слову, не без налета сарказма, потому что глупо было удалять свой тезис, тем более, что прочитал его не только Леонид, и аргументировать, что это "чья-то тема"...

Анна пишет:
Любые правила  всегда соизмеряются  со своими ощущениями. И если правила говорят одно, а  мои желания - совсем другое, значит  моя психика в аварийном состоянии.

Иными словами, у Вас случаются моменты, Анна, когда душевный покой обретается лишь путем нарушения правил? Круто!

Анна пишет:  В данном случае это уважение  к тому , что Вы имеете право реализовывать свои интересы (в своей теме)  в первую очередь, мои желания -вторичны.

Похоже на детский каприз - "не бери мои игрушки и не писай в мой горшок"! только остается слегка переформатировать известный "принцип":
- поменять "не бери" на "не буду брать", а "мой" на "твой" Что получится? - думаю видите сами)

Нет никаких "моих" или "чужих" тем на форуме, есть те, которые интересны лично Вам, есть те которые не заинтересовали.
Если написали, значит тема заинтересовала) остальное "личная неприязнь к Папишвили", как в известной кинокомедии...
по сути еще одна яркая демонстрация поведения в "песочнице")))

Можно ли посчитать мысли

В голове человека, подсчитали ученые, за день возникает около 6 тысяч мыслей. Каким образом их считали? Есть ли шанс научиться их «считывать»? В конце концов, чем отличается наш мозг от мозга кроманьонца и можно ли заморозить мысли до лучших времен — когда, к примеру, получится их додумать? На эти и другие вопросы «Огоньку» ответил известный психофизиолог, заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов на биологическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова профессор Александр Каплан.

Беседовала Елена Кудрявцева


Ученые никогда не смогут читать мысли, как книгу, но расшифровать намерения человека можно уже сейчас
Фото: Stone / Getty Images

— Александр Яковлевич, начнем, как говорится, сначала. Скажите, что же такое мысль? Как на этот вопрос сегодня отвечают ученые?

— Попробую упростить. Все объекты и все явления природы существуют в нашем сознании в виде понятий: «рама», «мама», «мыла» и тому подобное. Далее, операции с понятиями называются мышлением. А логически завершенная операция с понятиями — например, «мама мыла раму» — есть мысль. Если же в голове роятся неясные образы, еще не обозначенные понятием, то это тоже важные психические процессы, но всего лишь подготовительные процессы к мысли.

Обычно мысль — это не одно понятие и не одно слово, это целое предложение. В среднем в литературных текстах будут встречаться предложения от 11 до 17 слов. В «Анне Карениной», например, средняя длина предложения — 14 слов. Чтобы высказать мысли длиной 14 слов, потребуется около 9–10 секунд. Вот вам длительность среднестатистической мысли. Несложно подсчитать: если непрерывно мыслить в течение 16 часов бодрствования, наберется около 6 тысяч мыслей!

— И все-таки, что представляет собой мысль с точки зрения физики и химии мозга?

— Понятно, что рождение мыслей как-то связано с работой нервных клеток, то есть с их химией и физикой. Но мысль не вытекает из нейронов, как желчь из клеток печени, потому что мысль — это не вещественный, а информационный продукт работы мозга. Поэтому сколько бы мы ни препарировали мозг скальпелем, сколько бы ни пытались регистраторами измерить превращение молекул или, скажем, изменение биопотенциалов, мы эту мысль все равно не увидим.

Особенностью информационных продуктов является вот что: увидеть их можно только с помощью настроенных на них приемников информации. В наших примерах для мысли и для фото нужен особый приемник — разум человека. Но даже в этом случае для передачи и восприятия мысли нужно, чтобы она, эта мысль, посредством нейронов моторной речевой зоны мозга и голосового аппарата превратилась в звуковые колебания. Затем посредством слуховых рецепторов и нейронов сенсорной речевой зоны эта мысль может восстановиться из звуковых волн… в мысль у другого человека. Код нервных клеток субъективно воспринимается как мысль. Знаменитый канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд еще в 1960-х годах установил, что искусственная стимуляция корковых нейронов действительно может вызвать у человека отголоски образов и мыслей.

Как жизнь учит думать
— Простите, но откуда же тогда берутся эти коды мозга?

— А вот это пока для нас тайна! Мы не знаем, каким образом наши намерения — желания, эмоциональные порывы, творческие озарения — формируют нейронные коды, отзывающиеся в сознании мыслями. Еще большая интрига в том, как наши мысли становятся действенными. Как они превращаются в коды, определяющие наши движения? В самом деле, а кто вообще написал эти коды?

Концептуальный ответ на эти вопросы предложил выдающийся российский философ и теоретик мозга Давид Дубровский. Разгадка, полагаю, в том, что люди не рождаются с готовыми кодами для общения нервных клеток. Эти коды формируются по ходу индивидуального развития человека. В каждом элементарном действии перебирается множество спонтанных посылок от одной нервной клетки к другой, пока не находится такой вариант, который активирует следующую клетку с нужным эффектом.

Этот эффективный код и запоминается. Так создается нейронная кодовая сеть. К примеру, у ребенка желание схватить игрушку поначалу транслируется к моторным нейронам почти в случайных нервных импульсах. Это видно по первоначально неумелым движениям грудного ребенка. Но работа нейронных сетей мозга всегда нацелена на конкретный результат: согласно намерению, игрушка должна оказаться в руке. В конце концов выработается такое распределение команд между нейронами и к конкретным мышцам, которое приводит к точному движению руки к игрушке. Это и есть код. Мы говорим: навык сформировался. Коды нервных клеток создает сама жизнь!

То же самое происходит, когда что-то «крутится в голове», на самом деле подыскивается такое распределение активностей нейронов, которое субъективно проявится как конкретная мысль. Получается, что мысль — это тоже действие, обусловленное нервным кодом. Только не двигательное, а умственное.

— Да, но как же тогда с главной интригой? Как рождаются новые мысли? Как они превращаются в нервные коды, чтобы командовать нашими действиями?

— А это — главная тайна мозга. Она еще не открыта. Но мы, кажется, можем порассуждать: мысль возникает после того, как у нас активировалась конкретная нейронная сеть. А мышление — это комбинирование мыслей, то есть взаимодействие соответствующих этим мыслям нейронных сетей. Вот в этом взаимодействии и рождается новая нейронная комбинация и соответствующая ей новая мысль. Закономерности комбинирования нейронных сетей пока неизвестны. Но понятно, что там нет мистики — они находятся под контролем текущих потребностей конкретного человека.

— В новом исследовании канадские ученые из Королевского университета в Кингстоне пришли к тому же выводу, что и вы: за день у человека возникает 6 тысяч мыслей. Что и как считали в данном конкретном случае?

— Для изучения мыслительной деятельности человека канадские исследователи воспользовались очень популярным в настоящее время инструментом — магнитно-резонансным томографом (МРТ). Это такой большой магнит весом под 3 тонны, с трубой посередине, куда укладывают человека, чтобы, например, по реакциям молекул гемоглобина в магнитном поле с большой точностью получить карты интенсивности кровотока в объеме мозга. Идея в том, что если в какой-то области мозга показатели кровотока увеличиваются, то это может быть признаком усиления активности нервных клеток именно в этой области.

Ученые задумали посмотреть, а как будут меняться карты активации мозговых структур, если испытуемым — прямо в трубе МРТ — показывать короткие фильмы с однозначными действиями (сюжеты: «Он идет по лестнице», «Они едут в машине», «Метеорит падает на Землю» и т.д.). Проанализировав данные 184 испытуемых, ученые обнаружили любопытный факт: карты активности мозга, как правило, резко меняются только синхронно с началом и завершением коротких смысловых конструкций в клипах. Если показать испытуемым бессмысленные клипы, то этого не происходит. Ученые считают, что спокойные участки карт мозговой активности между моментами их резких трансформаций отражают протекание элементарных мыслей! Таких переходов между трансформациями карт МРТ они насчитывают в среднем 6,5 в минуту: за период бодрствования, с учетом 8-часового сна, действительно получается около 6 тысяч мыслей.

— Если данные канадских исследователей, полученные на магнитном томографе, в точности совпадают с вашими рассуждениями о предложениях в «Анне Карениной», то можно пофантазировать дальше. И прийти, предположим, к выводу, что в этом произведении из 253 311 слов Лев Николаевич Толстой высказал 17 838 мыслей!

— Не будем наивными! Мы же по себе знаем, что далеко не каждую минуту в голову приходит какая-то мысль. Да и в иных книжках (я, разумеется, не о Льве Николаевиче) не все предложения наводят на полноценные мысли…

— Хорошо, а что из этого следует? Может ли человек не думать? Почему «состояние недумания» так ценится в восточных культурах?

— Известная игра в «не думать про белую обезьяну» показывает, что эта обезьяна не отстанет от вас, пока вы не смените тему. Иными словами, невозможно не думать по инструкции. А если ничто не тревожит? Представьте, вы в отпуске, в шезлонге, шум прибоя или шелест листвы… Можно ни о чем и не думать.

Ведь все в организме функционально: мышление — это не излишество в конструкции мозга, оно необходимо для конкретных задач. Если на данный момент нет таких задач — незачем тратить мысли. При этом вы бодрствуете, осознаете себя, но просто созерцаете бытие.

У каждого такое бывает. Вспомните, как вы выходите из такого состояния — как из приятного путешествия, с какой-то свежестью в настроении, с неожиданными планами. Наша с вами проблема в том, что такие состояния в обычной жизни чрезвычайно редки, нам некогда остановиться и побыть наедине с собой. А вот в восточных культурах такие состояния — просто жизненная установка.

С чего начиналось сознание
— Когда у людей на эволюционном пути появилось сознание и зачем оно было нужно? Как эти изменения выразились в физиологии мозга?

— Это очень трудный вопрос, прежде всего потому, что непонятно, что такое сознание. Немножко упрощая, можно сказать, что сознание — это осведомленность о себе. Знают ли о себе кузнечики, крокодилы и попугаи? Собаки и обезьяны? Ну да, они прекрасно освоились в своей среде, знают все, что им надо для комфортной жизни. Но включены ли они сами как персонажи в эту освоенную ими реальность? Зоопсихологи находят у некоторых животных признаки любования собой, пример тому евразийские сороки. Если закрепить на их перьях контрастные цветные наклейки, то, глядя на свое отражение в зеркале, сороки пытаются удалить метку. Значит, посредством зеркала они не только осведомлены о своем существовании, но даже о том, что на оперении какой-то непорядок. А новокаледонские вороны с помощью высоко поднятого зеркала даже обнаруживают пищу в углублениях у себя за спиной. Между тем у птиц большие полушария мозга еще не покрылись корковым слоем нервных клеток, которым так гордится человек! Как видно, даже у существ без коры самоидентификация используется для дела. Может, это и есть зачатки сознания? Что касается людей, то настоящее человеческое сознание, по-видимому, появилось только у Хомо сапиенс одновременно (или вследствие) с появлением языковой коммуникации и развитой речи, может, более 100–200 тысяч лет назад.

Полноценная идентификация себя, конечно, была революционным достижением эволюции в конструировании мозга. По сути дела, именно в связи с этим приматы из особей превратились в личности, в человека. Возникли стратегии самосовершенствования. На этой основе появилось не только сознание, но и разум, то есть способность к познанию уже не только окружающего мира, но и самого себя и своей связи с этим окружающим миром. В свое время это, может быть, даже подстегнуло эволюцию в отношении ускоренного развития мозга, так как естественный отбор стал возможен не только в отношении способности к выработке все более сложных навыков, но и в отношении способности к познанию закономерностей окружающего мира.

Не исключено, что познавательная активность современного человека стала даже избыточной по отношению к его биологическим потребностям. Но, очевидно, она необходима для самореализации в этом мире, для движения ко все большему пониманию себя и своего предназначения.

— Вы однажды сказали: мы создали информационный мир, на восприятие которого возможности мозга не были рассчитаны…

— Мозг человека достиг эволюционного совершенства 40–50 тысяч лет назад, когда человек еще жил в пещерах, но уже был разумным. Ему уже не надо было биологически подстраиваться под условия среды обитания, он ими, условиями, управлял: владел огнем и орудиями труда, эффективно добывал пищу, строил жилища и т.д. В племени уже находилось место всем: и слабым, и сильным, и умным, и глупым. Естественный отбор в этом направлении перестал работать. Поэтому мы сейчас являемся носителями мозга, «рассчитанного» на пещерные времена. Кстати, в те времена, чтобы выжить, надо было проявлять максимум смекалки и сообразительности. Потому, наверное, десятки тысяч лет мозг человека отлично справлялся с вызовами каждого нового времени.

Проблемы для мозга стали возникать, когда сама среда обитания человека стала превращаться в искусственную, все более оторванную от биологической сущности человека, когда основным продуктом его деятельности и потребления все более становятся информационные потоки. Избыточная информация неминуемо перегружает и повреждает аналитические ресурсы мозга, так как по своей природе он настроен анализировать все, что поступает через органы чувств. Нам, по сути, нужен новый эволюционный рывок, но, как мы знаем, это дело на миллионы лет. Поэтому нужно как-то побыстрее приспособиться к цифровому миру. Один из путей: разработка технологий для управляемого непосредственно от мозга человека искусственного интеллекта, который позволит ему резко сбросить информационные нагрузки.

Почему мысли не считываются
— Можно ли сказать, что ученые уже близки к чтению мыслей и сознания как такового? Какими методами это достигается?

— Как мы уже говорили, каждому движению руки или каждой мысли сопутствует активация уникальной композиции нервных клеток, которая, по сути, является кодом двигательного или мысленного действия. Поэтому прочитать мысль прямо из мозга — это значит расшифровать ее нейронный код. А где на самом деле взять коды для трансляции нервных импульсов в мысль? В каждой паре нервных клеток эти коды формировались индивидуально в ходе многочисленных тренировок на протяжении жизни. К каким нервным клеткам из 86 миллиардов в мозгу человека надо подключать сенсоры и какими драйверами декодировать нервные импульсы чтобы подслушать собственно мысли?

Дело усложняется еще и тем, что коды общения нервных клеток постоянно меняются, и не для сохранения секретности, но в силу непрерывного обогащения нервных сетей новыми сведениями и даже собственными мыслями. Кроме того, одни и те же формулировки мыслей, одна и та же композиция слов — «мама мыла раму» — могут иметь множество смыслов. Для расшифровки этих смыслов потребуется декодировать не только эти три слова, но и весь контекст, иначе мысль правильно не понять. Получается, что даже теоретически задача чтения мыслей напрямую из мозга представляется неразрешимой. Однако шансы прочитать если не мысли, то хотя бы намерения человека у психофизиологов все-таки есть.

— С помощью нейроинтерфейсов, которые вы разрабатываете в своей лаборатории, можно регистрировать сигналы мозга. А нельзя ли с помощью таких нейроинтерфейсов прочитать мысли?

— Начнем с того, что регистрировать биопотенциалы мозга прямо с кожной поверхности головы нейрофизиологи научились почти 100 лет назад. Это всем известный метод электроэнцефалографии, или ЭЭГ. Но ЭЭГ — это усредненные значения электрической активности сотен тысяч нервных клеток. Это, если хотите, как сигнал микрофона над многолюдным митингом. Тем не менее, даже если не слышно отдельных голосов, характеристики голосового шума могут подсказать состояние толпы, определить, агрессия ею правит или веселье. На этом основании метод ЭЭГ широко используется для диагностики, например, патологических состояний мозга и вообще для исследований механизмов мозга.

— А что если ЭЭГ использовать не для диагностики, а для расшифровки пусть не мыслей, а намерений человека к какому-то действию? Ведь когда мы протягиваем руку к переключателю света, у нас нет мысли: «Я хочу нажать кнопку», нас подтолкнуло к этому всего лишь неясно осознаваемое намерение...
— Намерения к движению рук и ног действительно удается определять по характерным изменениям в ЭЭГ. Их можно научиться автоматически детектировать и превращать в команды для исполнительных устройств, заранее договорившись с оператором, что, например, намерение к движению левой руки выключает свет, а правой руки — включает телевизор. Вот вам и нейрокомпьютерный интерфейс. При этом никакой магии и никакого чтения мыслей! До чтения мыслей нейроинтерфейсам так же далеко, как до расшифровки межнейронных кодов. «Подсмотреть», как на ЭЭГ будут выглядеть сигналы мозга, если речь идет не о движениях тела, а о каких-то объектах, например о фруктах, об автомобилях и т.д., оказалось практически непосильной задачей.

Наибольший «урожай» приносит метод МРТ: американские исследователи Джек Галлант и Синдзи Нисимото из Университета в Беркли еще в 2011 году показали, что по картам распределения мозгового кровотока можно распознавать не только задуманные испытуемым простые объекты, но и кадры фильма, которые он просматривает в данный момент. Аналогичным образом тот же Галлант в 2016-м построил семантическую карту мозга, согласно которой две трети мозга, как оказалось, «расписаны» под слова 12 смысловых категорий. Иначе говоря, было показано, что словам каждого определенного смысла, например «еда», «родительские отношения» и т.д., соответствует уникальная схема активации областей головного мозга. Это значит, что по картам активации областей мозга можно судить, какая именно в данный момент семантическая категория используется мыслительным процессом. Но, очевидно, саму мысль такой технологией поймать не удастся.

— Какие самые интересные достижения были сделаны у вас в лаборатории в последнее время?

— Весьма долго мы трудились над созданием нейроинтерфейса, который позволил бы человеку без голоса и движений набирать текст на экране компьютера. Речь не о чтении мыслей, а все о том же подсматривании в ЭЭГ признаков, когда человек задумывает ту или иную букву. Это, увы, никому не удалось. Но американские ученые Фарвел и Дончин более 30 лет назад нашли другой ход: они нарисовали на экране все буквы алфавита и в быстром темпе подсвечивали каждую букву в случайном порядке. Оказалось, что отклик ЭЭГ на подсветку буквы, интересующей оператора в данный момент, отличался от всех остальных. Далее дело техники: быстро определить эту уникальную реакцию и набрать на экране соответствующую ей букву. Так буква за буквой можно набрать целый текст. Опять-таки без чтения мыслей!

Но когда сделали лабораторное тестирование так называемого наборщика букв, дело решили бросить, так как надежность и скорость набора оставляли желать лучшего: было до 30 процентов ошибок и всего 4–5 букв в минуту. Мы довели эту технологию до возможного совершенства: надежность — менее 5 процентов ошибок, правда, скорость — до 10–12 букв в минуту. Но мы делали эту технологию не для здоровых людей, а для тех, кто страдает тяжелыми расстройствами речи и движений после инсульта и нейротравм. Впервые в мире эта технология дошла до реальных пользователей: 500 первых комплектов «НейроЧат» — так назван наш продукт — сейчас находятся в больницах и у реальных пользователей, которым крайне нужна коммуникация с внешним миром. Первую демонстрацию «НейроЧата» провели в реабилитационном госпитале в Лос-Анджелесе, где пациентка с помощью нашего нейроинтерфейса общалась с пациентом из реабилитационной клиники в Москве, также снабженным этим нейроинтерфейсом.

В ближайшей перспективе — перенос нейроинтерфейсных технологий в виртуальную реальность, объекты которой будут управляться мысленными усилиями. Что это будет: новое поколение компьютерных игр или тренажер умственных навыков,— покажут текущие разработки. А далее открывается путь к так называемым нейроинтерфейсам 6.0: мозг человека посредством нейроинтерфейсов нового поколения будет связан с модулями искусственного интеллекта. Тут уже трудно сделать прогноз, но, возможно, нейрофизиологам и компьютерщикам уже не придется трудиться над дешифраторами ЭЭГ: при удачном построении канала оба агента на линии «мозг — искусственный интеллект» придут к созданию своего собственного кода общения.

— Когда говорят, что мы используем возможности мозга на 10 процентов, что имеется в виду? И откуда взялась эта странная цифра?

— Если речь идет об использовании всего 10 процентов нервных клеток мозга, то это просто журналистский миф. Эволюция не оставляет в организме ничего лишнего, что может тратить его энергию без пользы. Тем более это верно для мозга, составляющего всего 2 процента веса человека, но «съедающего» в активном состоянии до 25 процентов энергии всего тела. Все 100 процентов нервных клеток эксплуатируются мозгом всегда. А вот если говорить о потенциальных интеллектуальных возможностях мозга, то здесь у всех людей получается по-разному. Чем больше человек накапливает систематизированных знаний, чем больше их эксплуатирует для получения новых интеллектуальных продуктов, тем более продуктивно используются всегда работающие 100 процентов нервных клеток его мозга.

— Как вы относитесь к движению биохакинга, когда состоятельные люди пытаются отодвинуть старение с помощью различных средств и методов?

— Биохакинг бывает разный. Если речь идет об усовершенствовании органов и систем организма вне их биологической сущности — то отрицательно, точно так же, как к апгрейду мозга. И логика тут очевидна: в общем случае внесение изменений в элемент системы неминуемо вызовет нарушения в функционировании этой системы. А если биохакинг понимать как исправление недостатков естественной биологической и психической жизни человека в связи с его неправильным питанием и поведением, в связи с генетическими ошибками, кризисами здоровья и прочими факторами, мешающими полноценному проявлению эволюционно обусловленных возможностей человека, то он должен стать делом первостепенной важности.

— А как выотноситесь к идее крионики — заморозки человека для жизни через столетия? Что при этом произойдет с мозгом и сознанием?

— Идея заморозки-разморозки мозга с надеждой на его полноценное возвращение к жизни, по крайней мере, не выдерживает критики. В отличие от компьютера мозгу неоткуда будет загрузить слетевшие «программы» его работы, накопленную за годы жизни память, выработанные навыки и приобретенные знания. Между тем в живом мозгу все это хранится не в «постоянной памяти», как в компьютере, а в непрерывно работающих гигантских сетях естественных нервных клеток. Даже временное выключение корковых нервных клеток при наркозе с полным сохранением их жизнедеятельности приводит к необратимым когнитивным повреждениям. Что тогда говорить о тотальной остановке мозга, да еще с заморозкой?!
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Источник: Журнал "Огонёк" №32 от 17.08.2020, стр. 30

Дата публикации 5 ноября 2014 г.
https://www.technologyreview.com/2014/11/05/170517/fmri-data-reveals-the-number-of-parallel-processes-running-in-the-brain/

Человеческий мозг одновременно выполняет множество задач, но сколько? Теперь данные фМРТ показали, насколько параллельно расположено серое вещество.



Человеческий мозг часто описывают как вычислительную машину с массовым параллелизмом. Возникает интересный вопрос: насколько это параллельно?

Сегодня мы получаем ответ благодаря работе Харриса Георгиу из Афинского национального университета Каподистрии в Греции, который подсчитал количество «ядер процессора», работающих в мозге при выполнении простых задач с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии ( фМРТ) аппарат. Ответ может помочь создать компьютеры, которые будут лучше соответствовать производительности человеческого мозга.

Сам мозг состоит примерно из 100 миллиардов нейронов, каждый из которых образует до 10 000 связей со своими соседями. Все это упаковано в конструкцию размером с праздничный торт и работает при пиковой мощности всего 20 Вт — уровне производительности, который ученые-компьютерщики наблюдают с нескрываемой завистью.

Аппараты фМРТ выявляют эту активность, измеряя изменения уровня кислорода в крови, проходящей через мозг. Предполагается, что более активные области используют больше кислорода, поэтому истощение кислорода является признаком активности мозга.

Обычно аппараты фМРТ разделяют мозг на трехмерные пиксели, называемые вокселами, каждый размером около пяти кубических миллиметров. Полную активность мозга в любой момент можно записать с помощью трёхмерной сетки 60 х 60 х 30 вокселей. Эти измерения повторяются примерно каждую секунду, обычно для задач продолжительностью две или три минуты. В результате получается набор данных, содержащий около 30 миллионов точек данных.

Работа Георгиу заключается в определении количества независимых процессов, действующих в этом обширном наборе данных. «Это мало чем отличается от попытки восстановить (минимальное) количество реальных «ядер процессора», необходимых для «запуска» всех активных когнитивных задач, которые регистрируются во всем трехмерном объеме мозга», — говорит он.

Это сложная задача, учитывая размер набора данных. Чтобы проверить свою технику обработки сигналов, Георгиу начал с создания синтетического набора данных фМРТ, состоящего из восьми различных сигналов со статистическими характеристиками, аналогичными тем, которые действуют в мозге. Затем он использовал стандартную технику обработки сигналов, называемую анализом независимых компонентов, чтобы определить, сколько различных сигналов присутствовало, и обнаружил, что их действительно восемь, как и ожидалось.

Затем он применил ту же технику анализа независимых компонентов к реальным данным фМРТ, полученным от людей, выполняющих две простые задачи. Первое представляло собой простое зрительно-моторное задание, в котором испытуемый смотрит на экран, а затем должен выполнить простое задание в зависимости от того, что появляется.

В этом случае на экране слева или справа отображается красное или зеленое поле. Если рамка красная, испытуемый должен указать это указательным пальцем правой руки, а если рамка зеленая, испытуемый указывает это указательным пальцем левой руки. Это проще, когда красное поле появляется справа, а зеленое поле — слева, но сложнее, когда позиции меняются местами. Данные состояли из почти 100 исследований, проведенных на девяти здоровых взрослых.

Вторая задача была проще. Испытуемым показывали серию изображений, которые подразделялись на такие категории, как лица, дома, стулья и так далее. Задача заключалась в том, чтобы определить, когда один и тот же объект появляется дважды, хотя и под другим углом или при разных условиях освещения. Это классическая задача визуального распознавания.

Результаты делают чтение интересным. Хотя анализ сложен, его результат легко сформулировать. Георгиу говорит, что анализ независимых компонентов показывает, что в человеческом мозге работают около 50 независимых процессов, выполняющих сложные зрительно-моторные задачи по индикации присутствия зеленых и красных прямоугольников. Однако при выполнении простых задач, таких как визуальное распознавание, мозг использует меньше процессов.

Это потрясающий результат, который имеет важное значение для того, как ученым-компьютерщикам следует разрабатывать чипы, имитирующие работу человека. Это означает, что параллелизм в мозге возникает не на уровне отдельных нейронов, а на гораздо более высоком структурном и функциональном уровне, и что их около 50.

Георгиу отмечает, что типичный воксель соответствует примерно трем миллионам нейронов, каждый из которых имеет несколько тысяч связей со своими соседями. Однако современные нейроморфные чипы содержат миллион искусственных нейронов, каждый из которых имеет всего 256 связей. Из этой работы ясно, что параллелизм, измеренный Георгиу, имеет гораздо больший масштаб, чем этот.

«Это означает, что теоретически искусственный эквивалент мозгоподобной когнитивной структуры может требовать не массово-параллельной архитектуры на уровне отдельных нейронов, а скорее правильно спроектированного набора ограниченных процессов, которые выполняются параллельно в гораздо меньшем масштабе. », — заключает он.


Краткое содержание статьи можно найти на портале «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/articles/ckoljko-jader-v-processore-chelovecheskogo-mozga)