правда или все-таки миф? — Блог Викиум
Мы устроены так, что объект, который плохо изучен, вызывает много сомнений и теорий. Одни правдивые, а другие – откровенная ложь. Наш мозг пока полностью не исследован учеными, что провоцирует споры и много вопросов.
К спорным вопросам можно отнести суждение, что человек использует собственный мозг на 10%. Этот процент достаточно низок, поэтому данное предположение более похоже на миф. Множество ученых приводят опровержения и достоверные факты неверности этой теории, теперь попробуем разобраться и мы.
Правда или миф?
Теория про использование только 10% мозга – это настоящая ложь. Данное предположение выгодно только тем, кто спорит о неправильном потенциале мозга индивида и больших возможностях, если мозг начнет работать на полные 100%.
Только подумайте обо всех возможностях, открывающихся, если использовать мозг на полную мощь. Скорее всего, так можно излечить мир от любых болезней, вступать в контакты с инопланетянами и творить другие чудеса.
В действительности работа человеческого мозга всегда осуществляется на все 100%. Мы задействуем все области нашего серого вещества, а дополнительного резерва просто не существует. Если у нас работает какая-то часть мозга вместо положенных 100%, то причина одна – у человека есть мозговая травма.
Как появился миф?
Исследователи долгое время занимаются изучением природных процессов в мозге человека, поэтому им несложно привести опровержение. Все знают, что в структуре данного органа есть нейроны, создающие электрические импульсы. Количество нейронов в одном органе превышает несколько миллиардов, по этой причине проблематично исследовать их общую работу. На начальных этапах изучения, ученые сосредотачивались на небольшом участке серого вещества и следили, какой объем нейронов создает сигналы, а какие ленятся. В итоге удалось узнать, что «лентяи» преобладают над числом работающих. Вот почему появилось суждение, что будто мозг работает не на полную мощность.
Как в действительности функционирует мозг?
Мозг человека – довольно сложный орган, которому дано множество нейронов с определенной целью. Суть в том, что нейроны из разных частей отвечают за различные опции и действия. К примеру, во время прослушивания музыки задействуются нейроны, которые ответственны за способность слышать. Когда вы рады или расстроены, начинают работать нейроны, ответственные за эмоциональное состояние. Даже если положите на стол руку, чувствуя под ладонью столешницу, мозг трудится: органы чувств посылают сигналы, активизируя нейроны, которые ответственны за их функционирование.
Насколько активно функционирует мозг, можно определить только по числу действий, выполняющихся в определенный отрезок времени, по нейронной нагрузке. Может сейчас человек реально задействует только 10% своего мозга, но это из-за того, что больше и не надо – он отдыхает или попросту ничем не занят.
Можно повысить функционирование мозга?
Разумеется! Но не стоит пробовать нагрузить мозг полностью, это нереально, да и эффекта не даст.
Улучшенное функционирование мозга выражается в отличной памяти, легкой обучаемости и усвоении полученных знаний. Этим функционалом заведуют нейроны, связи между ними, которые нужны для нормальной работы организма человека. Они создаются всю жизнь, и каждый может поспособствовать тому, чтобы они более активно формировались. Например, регулярно посвящать время когнитивным тренажерам Викиум.
Почему человеческий мозг настолько эффективен? — The Idealist
Автор: Ликван Лао
Публикуется с сокращениями
Человеческий мозг –
сложное устройство; он состоит из примерно 100 миллиардов нейронов, которые
формируют порядка 100 триллионов соединений. Его часто сравнивают с другой
сложной системой, обладающей огромными возможностями для решения задач:
цифровым компьютером. И мозг, и компьютер имеют большое количество элементарных
блоков — нейронов и транзисторов соответственно — которые соединены в сложные
цепи для обработки информации, передаваемой электрическими сигналами.
На
глобальном уровне архитектуры мозга и компьютера похожи друг на друга и состоят
в основном из отдельных цепей для ввода, вывода, центра обработки информации и
памяти.
Но у кого лучше способность решать проблемы – у человеческого мозга или компьютера? Учитывая быстрое развитие компьютерных технологий в последние десятилетия, можно подумать, что компьютер имеет преимущество. Действительно, компьютеры были созданы и запрограммированы для победы над людьми в сложных играх, таких как шахматы или Го, а также в соревнованиях по энциклопедическим знаниям. Однако на момент написания этой статьи люди одерживают победу над компьютерами в многочисленных реальных задачах — от идентификации велосипеда или конкретного пешехода на многолюдной городской улице до доставки чашки чая к губам — не говоря уже о концептуализации и творчестве.
Так почему компьютер хорош в одних
задачах, а мозг лучше в других? Изучение схожести и различий компьютера и мозга
важно для компьютерных инженеров и нейробиологов.
Оно началось на заре
современной компьютерной эры, его пионером стала небольшая, но глубокая книга Джона
фон Неймана под названием «Компьютер и мозг», эрудита, который в 1940-х
годах впервые разработал компьютерную архитектуру, до сих пор являющуюся
основой большинства современных компьютеров.
Компьютер обладает огромными
преимуществами перед мозгом по скорости выполнения основных операций. В
настоящее время персональные ЭВМ могут выполнять элементарные арифметические
операции, такие как сложение, со скоростью 10 миллиардов операций в секунду. Мы
можем оценить скорость элементарных операций в мозге по элементарным процессам,
посредством которых нейроны передают информацию, «общаются» друг с другом.
Например, нейроны «запускают» потенциалы действия — пики электрических
сигналов, инициируемых вблизи тел нейронных клеток и передаваемых по каналам, называемым аксонами, которые связываются с нижестоящими нейронами-партнерами.
Информация закодирована в частоте и времени этих пиков.
Самая высокая частота
нейронов составляет около 1000 пиков в секунду. Нейроны передают информацию
своим нейронам-партнерам главным образом путем высвобождения химических
нейротрансмиттеров в специализированных структурах на терминалах
Компьютер также имеет огромные
преимущества перед мозгом в точности основных операций. Машина может
представлять величины (числа) с любой требуемой точностью в соответствии с
битами (двоичные числа или 0 и 1), назначенными каждому числу. Эмпирические
данные свидетельствуют о том, что большинство величин в нервной системе (например, частота возбуждения нейронов, которая часто используется для
представления интенсивности стимулов) имеют вариабельность в несколько
процентов из-за биологического шума.
Профессиональный теннисист может следить за траекторией мяча, который движется со скоростью до 257 км. в час.
Однако в реальности вычисления,
выполняемые мозгом, не являются ни медленными, ни неточными. Например,
профессиональный теннисист может проследить траекторию теннисного мяча после
его подачи со скоростью до 257 км. в час, перейти к оптимальному месту на
корте, расположить свою руку и повернуть ракетку, чтобы отбить мяч на площадку
соперника – и всё это всего за несколько сотен миллисекунд. Более того, мозг
может выполнять все эти задачи (с помощью контролируемого им тела) с
потреблением энергии примерно в десять раз меньше, чем у персонального
компьютера. Как ему удаётся подобное? Важное различие между компьютером и
мозгом заключается в способе обработки информации в каждой системе.
Компьютерные задачи выполняются в основном последовательными шагами. Это видно
по тому, как инженеры программируют компьютеры, создавая последовательный поток
инструкций.
Но мозг также использует
параллельную обработку, используя преимущества большого количества нейронов и
соединений, которые устанавливает каждый нейрон. Например, движущийся теннисный
мяч активирует множество клеток в сетчатке глаза, называемых фоторецепторами,
работа которых заключается в преобразовании света в электрические сигналы. Эти
сигналы затем параллельно передаются на множество различных типов нейронов. К
тому времени, когда сигналы проходят через два-три синаптических соединения в сетчатке, информация о местоположении, направлении и скорости мячика извлекается
нейронными цепями и передается параллельно мозгу.
Аналогично, двигательная кора
(часть коры головного мозга, которая отвечает за управление телом) посылает параллельные
команды для управления сокращением мышц в ногах, туловище, руках и запястье,
так что тело и руки одновременно совершают движения для удара по мячу.
Эта параллельная работа возможна потому, что каждый нейрон посылает информацию многим другим нейронам — в среднем порядка 1000 для входных и выходных сигналов в секунду в каждом случае (к примеру, каждый транзистор имеет только три узла для ввода и вывода). Информация от одного нейрона может доставляться множеством параллельных путей. В то же время многие нейроны, которые обрабатывают одну и ту же информацию, могут объединять входные данные и отправлять дальше. Это последнее свойство особенно полезно для повышения точности обработки информации.
Ваш мозг в 10 миллионов раз медленнее, чем компьютер.
Другое важное свойство мозга
заключается в том, что силы связи между нейронами могут быть изменены в ответ
на активность и опыт — процесс, который, по общему мнению нейробиологов,
лежит в основе для обучения и памяти. Повторное обучение позволяет нейронным
цепям лучше настраиваться для выполняемых задач, что значительно повышает
скорость и точность.
В последние десятилетия инженеры
черпали идеи у мозга в совершенствовании компьютерного дизайна. Принципы
параллельной обработки и зависящее от использования изменение соединения были
включены в современные компьютеры. Например, параллелизм, такой как
использование нескольких процессоров (ядер) в одном компьютере, является
современной тенденцией в компьютерном проектировании. В качестве другого
примера можно привести «машинное обучение», которое в последние годы
имело большой успех и объясняет быстрый прогресс в распознавании объектов и
речи в компьютерах и мобильных устройствах. Как и в визуальной системе
млекопитающих, в машинном обучении используются несколько слоев для вычленения
все более абстрактных признаков (например, визуального объекта или речи), и связи
между различными уровнями корректируются с помощью «обучения», а не
разрабатываются инженерами. Эти последние достижения расширили репертуар задач,
которые способен выполнять компьютер. Тем не менее, мозг обладает большей
гибкостью, обобщаемостью и способностью к обучению, чем современный компьютер.
Поскольку нейробиологи раскрывают все больше его секретов (чему все
больше помогает использование компьютеров), инженеры могут и дальше
вдохновляться работой мозга для дальнейшего улучшения архитектуры и
производительности компьютеров. Независимо от того, кто побеждает в выполнении
конкретных задач, эти междисциплинарные перекрестные достижения, несомненно,
будут способствовать развитию как нейробиологии, так и компьютерной
инженерии.
Ликун Луо — профессор Школы гуманитарных и естественных наук, преподававший нейробиологию в Стэнфордском университете.
Оригинал: Nautilus
«Мы носители мозга, который рассчитан на пещерные времена» – Огонек № 32 (5627) от 17.08.2020
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
— Александр Яковлевич, начнем, как говорится, сначала. Скажите, что же такое мысль? Как на этот вопрос сегодня отвечают ученые?
Александр Каплан, психофизиолог
Фото: из личного архива
— 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?!
Ученые рассказали, на сколько процентов работает мозг
Ученые развеяли популярнейший миф о том, что человеческий мозг задействован лишь на 10% своих истинных возможностей.
Фото Shutterstock.com
В начале прошлого века прогремела серия исследований, в которых эксперты установили, что около 90% объема нашего мозга заполнено глиальными клетками. Это своего рода «навигаторы», которые направляют данные между нейронами.
На тот момент ученые подтвердили, что человеческий мозг не разгоняется на полную мощь, а функционирует фрагментарно, задействуя нужный в определенный момент участок.
Эксперты отметили, что мозг можно и даже необходимо нагружать и стимулировать, однако соотнести его работу с процентной оценкой полной или частичной «эффективности» нельзя.
Напомним, новое антропологическое исследование Йельского университета гласит о том, что именно благодаря нашим предкам, которые питались в основном очень жирной пищей, человечество может похвастаться большим и развитым головным мозгом.
Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Полтора литра способностей
Мозг человека по структуре практически ничем не отличается от мозга шимпанзе, правда, у нас он в четыре раза больше.
Хотя и меньше, чем у некоторых наших предшественников, и, кажется, продолжает уменьшаться. Разгадать загадку нашего ума пытаются ученые
Еще несколько десятков лет назад некоторые ученые и фантасты прогнозировали, что наш мозг будет расти и станет непосильным грузом для человека. Однако современные антропологи утверждают обратное: мозг человека уменьшается. Впрочем, это тоже пугает: не деградирует ли человек до некоего примитивного существа? Но ученые, опять-таки, утверждают, что напрямую объем мозга не связан с нашими умственными способностями. От чего же они зависят, откуда вообще взялись? Этими вопросами задаются не только ученые, но и обыватели — ведь в голове каждого из нас есть этот странный и драгоценный орган, столь за многое отвечающий в нашем организме и производящий гигантское количество мыслей — от бесполезных до гениальных. О том, что происходило на пути эволюции человеческого мозга, рассказывает эволюционный биолог, профессор Шанхайского научно-исследовательского института вычислительной биологии и руководитель лаборатории Сколтеха Филипп Хайтович.
Ученый окончил биофак МГУ и аспирантуру в США, эволюционной антропологией начал заниматься в Институте Макса Планка, а затем создал свою лабораторию в Шанхайском НИИ вычислительной биологии. Сейчас создает лабораторию в Сколтехе.
— Как эволюционировал мозг, будет ли продолжаться его эволюция, или он достиг такого уровня, что эволюция уже закончилась?
— Вы спрашиваете про человеческий мозг?
— Если начинать с начала, то, наверное, не про человеческий…
— Если с истоков, то нужно начинать с простейших типа гидры. Простейшим уже нужна была нервная система. У них так называемая диффузная организация нервной системы, когда нейроны разбросаны по всему организму. Потом у организмов с двусторонней симметрией появляется нервная трубка, потом стали формироваться утолщения, превратившиеся в мозг. Совсем уж вкратце.
— А «потом» — это когда и у кого?
— Уже у червяков есть ганглии, которые являются зачатками мозга.
Диффузная система — это такие хутора или деревни, а мозг — это уже город. Из деревень дорога идет в город. Так из спинного мозга формировался город нейронов — мозг. Сначала совсем крохотный, потом все больше.
— Почему он становился все больше?
— Видимо, так нужно было для того, чтобы мозг мог выполнять более сложные функции. Его первая функция — управление движением. Потом стали появляться другие органы чувств — обоняние, осязание. У многих простейших нет ни слуха, ни зрения, но они ориентировались в среде посредством осязания.
— А когда появились базовые функции, например управление дыханием, сердцебиением?
— Они появились уже у более сложных организмов. У гидры нет кровеносной системы. И дышит она диффузно. У нее нет ни легких, ни жабр. Да суть, собственно, не в этом. Эволюция, как мы полагаем, процесс случайный. Почему нейроны стали концентрироваться в мозге? Появился организм, у которого они там начали накапливаться, и это дало ему определенные преимущества.
Причем существенные, ведь мозг — это дорогое удовольствие.
— Ну да, он забирает двадцать процентов всей энергии.
— Да, в покое.
— Но ведь мозг не бывает в покое?
— Правильно. Это тело в покое. А мозг не выключается, даже когда мы спим. Считается, что в это время происходит консолидация знаний. На самом деле разница между потреблением энергии мозгом во время сна и во время бодрствования не так велика — до пяти процентов.
— Удивительно.
— Ничего удивительного. Ведь он должен не только выполнять те самые базовые функции, но и обновлять свои запасы знаний.
— Вернемся к гидре…
— У самых простейших мозг отвечал за то, как организм будет взаимодействовать с окружающей средой. Когда усложняются сигналы внешней среды, должна усложняться и система для их обработки.
— А почему система для кого-то усложнялась, а, например, для гидры нет?
— Можно найти несколько объяснений.
С точки зрения естественных наук основная рабочая гипотеза — дарвиновская эволюция. Ну, например, были червяки, которые хорошо могли чувствовать обонянием внешнюю среду, а зрения у них не было; потом вдруг появились червяки с первичными клетками, ориентирующимися на источники света. И это дало им преимущество. Они могли суммировать разные сигналы и лучше получать пищу, быстрее размножаться. Это давало возможность расширять свою нишу. А если для каких-то организмов среда благоприятна, как, мы полагаем, у гидры, то ей нет смысла усложняться.
— Если мы говорим о разнице между червяком и приматом или человеком, то все это время шло накопление функций и накопление нейронов?
— Мозг примата или человека не является совершенством. Есть организмы, у которых зрение или обоняние много лучше, чем у нас. Мы полагаемся в основном не на обоняние, как многие животные, а на зрение. У нас неплохой слух. Поскольку для нас важна речь. Это не значит, что нам обоняние не нужно.
У человека и приматов около тысячи генов, кодирующих рецепторы обоняния. Мы знаем, что у человека многие из этих генов потеряли активность, потому что обоняние теряло свою значимость. У нас осталось всего около 300 активных генов, ответственных за это чувство. Но в принципе нам не нужно такое острое обоняние, как у грызунов. Нам не нужно было восприятие ультрафиолетового света или инфракрасного излучения, которое доступно другим видам: некоторым насекомым или рептилиям. Человек не аккумулировал автоматически все достижения природы в своем мозге.
— Но он по сравнению с другими млекопитающими все время увеличивался в объеме.
— Нет, не все время. Если мы сравним черепа, то увидим, что у неандертальцев или у наших непосредственных предшественников, древних хомо сапиенс, живших сто тысяч лет назад, они были больше, чем в среднем у нас.
— Как будто мы поглупели? Чем это объясняется?
— Одна из трактовок: произошли какие-то молекулярные изменения в самой структуре мозга, в его работе, он стал работать эффективнее и не нуждался в таком объеме.
Можно отчасти провести аналогию с компьютерами, которые на заре своего существования занимали целые комнаты, а теперь умещаются на ладони. Еще одна гипотеза — что мы себя доместицировали, как бы одомашнили. Если мы сравним домашнюю собаку и волка, дикую лошадь и ту, что живет в хозяйстве, то у домашних животных размеры мозга уменьшались, причем значительно — до тридцати процентов. Конечно, частично здесь вмешивалась селекция, но в основном считается, что мозг уменьшался параллельно уменьшению задач. Домашним животным не нужно искать пищу, жилище на зиму, спасаться от врагов. Им даже иногда не нужно нравиться партнеру.
— Сокращаясь в объемах, мозг экономил энергию?
— Совершенно верно. Я уже говорил, что, когда мы спим, мозг все равно потребляет энергию. У слона мозг большой, но по отношению к телу он небольшой. Мозг уменьшать выгодно, потому что можно тратить энергию на другие вещи, например быстрее расти, наращивать мышечную массу.
Не исключено, что у домашних животных мозг уменьшался для того, чтобы энергия шла на производство, к примеру, мяса, на увеличение потомства.
— И все же, если потребление энергии зависит не от качества решаемых задач, а от объема мозга, то зачем неандертальцу был дан такой большой объем?
— Он не сразу стал таким большим. В эволюции мы иногда видим, казалось бы, радикальные изменения, как, например, появление крыльев. С мозгом мы как раз не видим резкого перехода от маленького к большому или от простой структуры к сложной. Даже у рыб и рептилий мозг уже представляет собой сложные биологические структуры, а сложные структуры трудно менять радикально. Представьте, что у государства сложная система министерств, и там нужно провести реформы, это очень трудно. А есть, например, сельсовет, и там нужно провести какие-то изменения. Естественно, что в деревне решить эти вопросы будет проще.
— Я читала, что у человека, в отличие от животных, главное — новая кора мозга, лобные доли, то есть то, чем он думает.
Разве здесь не было резких изменений?
— Не было. Мозг рос как снежный ком. Даже у птиц и рептилий есть зачатки коры, правда немного другой организации. Вся базальная часть нашего мозга представляет собой древние мозговые структуры, над которыми надстраивалась кора наших полушарий мозга, неокортекс. Когда мы смотрим на мозг человека, мы прежде всего видим эти большие полушария, они надулись, как большие пузыри. Хотя сам неокортекс, где расположены нейроны — клетки, передающие и принимающие нервные импульсы, представляют собой достаточно тонкую кору на поверхности этих пузырей — примерно четыре-пять миллиметров толщиной.
— А что же тогда в этих пузырях?
— Назовем это проводами, которые соединяют нейроны между собой, новую кору со старой, базальной, частью мозга, с лимбической системой, с мозжечком, со спинным мозгом, со средним мозгом. Но не надо думать, что базальные структуры мозга вторичны и не играют в нем большой роли. Можно привести простой пример: если сравнить количество нейронов в коре полушарий и в мозжечке, то в последнем их больше.
— А за что такое важное мозжечок отвечает?
— В основном за координацию движений. Я просто хочу этим показать, что если мы говорим о функциональности разных структур, то количество нейронов не объяснение. Эволюция нервной системы представляет собой эволюцию структур — лимбической системы, мозжечка, полушарий. В этих структурах есть клетки — нейроны, глии. Эволюция структур и эволюция клеток проходила параллельно. Нельзя построить здание без кирпичей. Иногда нам нужны разные типы кирпичей или материалы. То же и в мозге. Кирпич нервной системы — клетка. У простейших кирпичи разбросаны, потом они складывались, как конструктор. Одна особенность коры полушарий — в них много разных типов кирпичей, и поэтому они могут формировать более сложные структуры.
— И все же, вы говорите, что в коре примерно половина нейронов. Это немало. Появление большой коры объясняет поумнение?
— Если мы сравним кору человека и обезьяны под микроскопом, то никакой разницы не обнаружим. Даже если мы посмотрим на участок коры, который у нас отвечает за разговорную речь, казалось бы, у обезьян он должен чем-то отличаться от человеческого. Но мы не видим явных различий. Те же нейроны, те же связи.
— И они активируются, когда она говорит «у-у» и бьет себя в грудь?
— Вот именно, когда бьет в грудь. Они активируются, когда обезьяна жестикулирует. Ведь у них жесты практически заменяют речь. Это средство общения. Но в человеческом мозге те же нейроны получили новую функцию — производство речи, а не просто размахивание руками. И мы пока не понимаем почему. Конечно, было бы здорово, если бы мы увидели разницу в анатомии структуры мозга обезьяны и человека, что-то уникально человеческое. Но пока мы ничего такого не видим. Ну хорошо, если не в структуре дело, может, дело в объеме? Мозг человекообразных обезьян по объему примерно в четыре раза меньше, чем у человека. Казалось бы, самое простое объяснение, что с увеличением объема мозга появилось место для новых функций.
— Когнитивных…
— Ну да. Можем ли мы проследить, что с увеличением объема мозга сильно увеличились его способности? Если мы посмотрим на объем мозга современных людей, то некоторая корреляция будет, но, на мой взгляд, она такая слабая, что практически ничего не объясняет. Нельзя сказать, что человек с громадным мозгом будет гением. У людей очень большая вариация размеров мозга — от одного литра до полутора. Но будет ли человек с мозгом полтора литра в полтора раза умнее того, у кого всего литр? Оказывается, разница в пол-литра объясняет в лучшем случае лишь один процент разницы между способностями.
— Когда мозг стал увеличиваться в объеме и когда достиг своего пика?
— Если мы посмотрим на черепа, которые находили в раскопках периода три — два с половиной миллиона лет назад, мозг был примерно такого же размера, как мозг современных человекообразных обезьян: триста-четыреста кубических сантиметров.
— Он начал расти в связи с прямохождением?
— Трудно связать именно с этим. Есть ученые, которые утверждают, что общий предок человека и шимпанзе уже был прямоходящим. Скорее, это было связано с изменением питания и контролем огня около двух миллионов лет назад, что позволяло получать гораздо более полноценное питание. Мясо, которое трудно жевать, стало более удобным для потребления, к тому же легче стало усваивать и растительную пищу, которая в сыром виде плохо усваивается.
— Как жареное мясо и вареные корешки способствовали росту мозга?
— Улучшенное питание позволяет получать больше энергии. Но мозг рос не потому, что улучшилось питание, скорее, более богатое для организма питание позволило ему удерживаться в растущих объемах. Особи с большим мозгом были лучше эволюционно приспособлены. Уже миллион лет назад мозг наших предшественников был по размеру в том же диапазоне, что и у современного человека. А у неандертальцев он был даже побольше.
— Только у неандертальцев?
— Не только. У наших непосредственных предшественников, древних хомо сапиенс, живших примерно сто тысяч лет назад, мозг был в среднем процентов на десять больше нашего. Оговорюсь, судя по тому небольшому количеству находок, которым мы располагаем.
— Зачем миллион лет назад природе понадобилось наращивать мозг, когда он, по-видимому, ничего особого не продуцировал?
— Если мы предполагаем, что объем важен для наших способностей, значит, миллион лет назад все предпосылки для современных способностей уже были. И структура нынешняя была, потому что она такая же, как у обезьян. Был объем, была структура. А вот способностей мы не видим.
— Может, это мы со своей высоты не видим, если не находим какую-нибудь древнюю двустволку или дрель?
— Конечно, чтобы получить эволюционное преимущество, не обязательно изобретать самолет, нужно быть просто чуть лучше, чем другие. Сравните неандертальца с теми ребятами, которые жили три миллиона лет назад: у тех не было скребков.
— Что, для скребка понадобился дополнительный литр мозга?
—Это для вас сейчас скребок — ерунда. А для них — инновация.
— А когда мозг стал уменьшаться?
— Примерно сто тысяч лет назад. Интересно, что именно в этот период по находкам мы видим быстрое развитие новых технологий, накопление новых инструментов, развитие искусства. И это еще один парадокс. Первый заключался в том, что мозг длительно рос и культура почти не менялась, а второй — что, когда стал происходить взрывной рост культуры, мозг стал уменьшаться. Почему это произошло? Есть множество возможных объяснений. Это могло быть изменение климата, появление конкуренции, сокращение источников питания. Не нужно забывать, что на протяжении последних нескольких миллионов лет всегда существовало несколько видов человекоподобных приматов и между ними шла жесткая конкуренция, как, например, между кроманьонцами и неандертальцами. И так получилось, что мы остались единственным видом, потому что выиграли конкуренцию. Что именно произошло, мы не знаем. Но совершенно очевидно, что примерно сто — сто пятьдесят тысяч лет назад наш мозг стал работать совершенно по-другому. Наши прародители стали изобретать рыболовные крючки, метательные орудия. Стало больше пищи, появились живопись, украшения. Мы можем лишь предполагать, что уменьшение мозга было связано с изменениями на молекулярном уровне, причем мозг стал работать эффективнее.
— Продолжается ли эволюция мозга?
— Уменьшение мозга и есть следствие продолжающейся эволюции.
— И что, можно ожидать еще большего уменьшения?
— Возможно. Как я упоминал ранее, есть гипотеза самоприручения, самодоместикации. У домашних животных, как мы говорили, в результате доместикации мозг в среднем уменьшился на тридцать процентов. Так что если гипотеза самоприручения верна, нас ждет дальнейшее уменьшение мозга еще где-то на двадцать процентов.
— Можно ли к доместикации отнести информатизацию и распространение всяких приспособлений, освобождающих мозг человека от сложных расчетов, к примеру?
— Не только расчетов. Сейчас и запоминать ничего не нужно, «погуглил» — и все нашел. Считать это эволюцией или деволюцией? Наши потомки дадут ответ на этот вопрос.
— Кстати, о потомках. Правда ли, что развитие человеческого мозга в онтогенезе напоминает быстрый просмотр исторической эволюции мозга от простейших?
— В некотором роде. Только не от простейших, а от первых позвоночных. Если мы говорим об эволюции от амфибий до приматов. Если мы говорим об особенностях человеческого мозга, то этот ускоренный фильм нам мало что дает. Гораздо более информативна разница между мозгом новорожденного ребенка и новорожденного шимпанзе. Понятно, что мозг во многом продукт социального окружения. Если ребенок вырастет в лесу в кругу животных, он не будет полноценным человеком. То же и с обезьянкой, хотя в гораздо менее выраженном виде. Ее можно много чему научить. Но разница заключается в том, что мозг ребенка остается пластичным гораздо дольше, чем мозг детеныша шимпанзе.
— Дольше развиваются структуры мозга?
— Даже не структуры. Мозг ребенка уже сформирован при рождении, хотя он еще растет. Но рабочим инструментом мозга являются нейроны. Они связываются друг с другом, формируют сети. Естественно, еще до рождения формируются сети, ответственные за базовые функции — зрение, слух, движение. А если мы посмотрим на более молодые регионы мозга — фронтальную кору, которая вовлечена в сложные ассоциативные, сознательные процессы, контроль эмоций, которая интегрирует все получаемые сигналы, она еще полностью не сформирована. Там уже вроде все есть: сидят нейроны, у них есть отростки, они наготове. Но для того, чтобы создать сети, нужны внешние сигналы. Эти нейроны пока не знают, что хорошо, что плохо. Мозг не запрограммирован на то, что опасно хватать горячую сковородку. И наработка этих связей в ответ на внешние стимулы у ребенка длится гораздо дольше, чем у обезьянки.
— Насколько дольше? Вот я читаю в книжках о детском воспитании, что до трех лет в ребенка нужно успеть натолкать как можно больше знаний, в этот период он запоминает буквально все. Так ли это?
— Этот период называется окном возможностей. Он характерен и для обезьянки. В нее тоже можно что-то натолкать, но это окно закроется примерно через полгода после рождения. А у ребенка это окно остается открытым как минимум лет до десяти, что позволяет нашему мозгу формироваться под влиянием гораздо большего количества и разнообразия внешних стимулов и ситуаций по сравнению с обезьянами. Возможно, именно благодаря этому наш мозг и способен к ассоциативному мышлению.
— А почему в основном говорят о трехлетнем периоде?
— Возможно потому, что это окно закрывается постепенно. Может, для запоминания предметов и понятий этот период меньше. По опыту исследований педагогов, к примеру, можно сказать, что иностранный язык лучше учить с раннего возраста, тогда ребенок будет говорить на другом языке даже без акцента. Естественно, если он продолжит обучение и дальше. Но неверно было бы полагать, что этим и следует ограничиться. Ведь для развития ребенка более важна не библиотека понятий и слов, а способность перерабатывать получаемую информацию. Дети, которых, скажем, усиленно натаскивают в игре на рояле, могут вырасти весьма неприспособленными к обычной жизни. Важно за этот почти десятилетний период развить у ребенка разнообразные способности.
— Это длинное окно объясняет разницу между нашими способностями и способностями шимпанзе при одинаковой структуре мозга? В чем все-таки кроется интеллект?
— Если вы хотите, чтобы я назвал особую структуру, ее нет.
— Ну подождите, в книжках же пишут, что за наш интеллект отвечают наши лобные доли.
— Большие лобные доли были уже больше миллиона лет назад. Но что-то мы не находим в раскопках того времени стиральных машин и мобильников. Мы раскапываем одни и те же каменные топоры и скребки. Мы знаем, что миллион лет назад наши предшественники еще не создали индустриальное общество. Очевидно, что разница скорее не в размере мозга, а в том, как он работает. Но в чем эта разница, мы пока не знаем. Мы вообще очень мало знаем о человеческом мозге, потому что мы его мало изучаем.
— А как же вся эта масса книжек о том, как работает мозг человека?
— В основном все эти книжки исходят из эмпирического опыта и экстраполируют наши знания о мозге модельных животных, в частности мышей и крыс. Если вы поговорите с современными нейробиологами и спросите их, есть ли разница между обезьяной и мышкой, они ответят, что нет. По одной простой причине: более девяноста пяти процентов нейробиологов занимаются мышами и крысами. Над мозгом человека или обезьяны работает не больше одного процента нейробиологов. Сложно, дорого, иногда нельзя.
— Ну если не говорить об этичности, что, например, нельзя вставить в мозг человека электроды и следить за ним, разве нет других технологий для изучения человеческого мозга?
— Нельзя сказать, что нет технологий, которые изучают мозг человека, просто спектр технологий для мышей и крыс гораздо шире.
— Ваша лаборатория как раз изучает человеческий мозг. Что именно вы делаете?
— Естественно, человеческий мозг сложно изучать в том плане, что нельзя распилить череп живого человека и воткнуть туда камеру и электроды. Но за последние десять лет появилось множество методик, которые позволяют нам смотреть на мозг на молекулярном уровне. Раньше ученые брали определенные гены, определенные белки и изучали их по отдельности, один за другим. А сейчас есть технологии, позволяющие смотреть на активность всех генов вместе, на активность всех белков в мозге. Естественно, что мы все же смотрим неживые ткани, и возникает вопрос, насколько они отражают реальную картину в живом мозге. Но мы можем сравнивать это с теми данными, которые получаются на животных, при сопоставлении живых и мертвых тканей мозга. Мы же можем сравнивать ткани мозга человека и обезьян и отмечать, например, те маркеры, которых у них нет.
— Вы находите такие новые маркеры?
— Да, находим. Когда мы спускаемся на молекулярный уровень, мы видим гораздо больше. Если бы мы смотрели, как десять лет назад, всего на пару десятков маркеров, мы, возможно, ничего бы и не увидели. Но мы смотрим на все двадцать тысяч белков, из которых десять или двадцать будут специфичны для человека в каком-то отделе коры головного мозга. Эти белки есть и у обезьян, но мы выясняем, что они неактивны в тех отделах, где активны у человека. Кстати, мы нашли те маркеры, которые отличают окно возможностей ребенка и детеныша шимпанзе в том регионе мозга, который отвечает за ассоциативные связи. Однако мы смотрим лишь на крошечные участки коры мозга. К сожалению, ни у одной лаборатории и даже ни у кого в мире, кто изучает мозг человека, нет таких ресурсов, чтобы посмотреть на весь мозг в целом.
— А разве не этим призваны заниматься два крупных проекта в США и Европе?
— Есть три больших проекта, которые стартовали в прошлом и этом году, — в США, Европе и Китае. Первые два пока только провозглашают, что будут изучать человеческий мозг и все тайны будут раскрыты. Но опять-таки, поскольку эти проекты создавались сообществами ученых, занимающихся мышами, они собираются первые пять лет посвятить исследованиям мозга мышей. А потом, мол, экстраполировать эти знания на мозг человека. Но мы-то понимаем, что на молекулярном уровне мозг мыши довольно сильно отличается от мозга человека. На самом деле было бы гораздо проще, если бы ученые сфокусировались на разнице между мозгом человека и мозгами других животных. Вот вы спрашиваете: что произошло, почему получился человек разумный? Ответ на этот вопрос может дать сравнительное исследование мозга человека и шимпанзе. К сожалению, мозги неандертальцев и кроманьонцев не сохранились для сравнения.
— Что нужно для того, чтобы сосредоточиться на человеческом мозге?
— Стимулы и технологии. Со срезами мышиного мозга работать гораздо легче. Лабораторий же, которые могут делать срезы человеческого мозга, всего несколько на планете. Он слишком велик для того инструментария, который сейчас есть в распоряжении ученых.
— А чего все-таки конкретно не хватает, каких технологий?
— Например, сейчас есть технология, которая на масштабе мозга мыши позволяет визуализировать в оптической микроскопии все клетки мозга. Вы можете сделать мозг мыши прозрачным, вы можете флуоресцентными маркерами прокрасить нейроны, потом просканировать на микроскопе и получить огромное количество данных, которые впоследствии отцифруются, и получится картинка мозга мыши во всех деталях. Полный мозг. Эти технологии появились года три назад. Нужно модифицировать технологии, заточенные на маленькие размеры. Можно сделать и технологию прозрачного мозга человека или примата, и большой микроскоп, но это потребует очень больших вложений.
— Может, это и финансируют эти мегапроекты?
— Хорошо бы. Если не потратят все деньги на мышей.
— А китайский проект тоже первоначально посвящен мышам?
— Нет, он стоит особняком, потому что посвящен болезням человека, связанным с мозгом.
— Нацелились на Альцгеймера?
— И на другие заболевания тоже. Нас же интересует мозг здорового человека. Мы общаемся с ними, но не вовлечены в этот проект.
— В этом году вы обосновались в Сколтехе — Сколковском институте науки и технологий. Чем вы занимаетесь здесь?
— Я создаю тут лабораторию. Сначала группу биоинформатиков для обработки больших массивов данных. Потом — лабораторию, которая будет нарабатывать собственные данные. Вообще, я планирую года через два полностью перебраться в Сколтех, сейчас я половину времени все же провожу в Шанхае, где я еще и один из директоров института. Но у меня есть оптимистические надежды, что тут удастся создать полноценную лабораторию, потому что для этого все есть — и современные технологии, и люди. Я вижу здесь много талантливых и умных студентов, аспирантов и молодых ученых, которым интересны и фундаментальные проблемы, и прикладные исследования. И наша тема, изучение мозга человека, может быть неплохой нишей, потому что, повторюсь, этим мало кто занимается. На самом деле можно говорить, что мозг мыши и человека на восемьдесят или даже на девяносто процентов одинаков. Но в биологии так просто цифры не работают. Мозг человека и шимпанзе можно считать на девяносто девять процентов одинаковым. Но мы же видим, что может этот один процент или даже доли процента! Он дает огромные, революционные изменения. И нам как раз важно поймать этот процент.
Источник: expert.ru
Что известно о человеческом мозге? | Мир вокруг нас
Мозг — это самый загадочный орган человеческого тела, над разгадкой работы которого учёные бьются вот уже более 100 лет. Накоплено множество знаний, однако пока общая картина как-то не очень складывается.
А что мы, как нам кажется, знаем? Составляя примерно 2% от общей массы тела человека, мозг потребляет более 20% кислорода, подаваемого лёгкими. Для постоянного поступления кислорода в мозг работают три крупные артерии. Мозг человека почти полностью формируется к 7 годам, представляя собой целиком законченный орган, в связи с чем его энергопотребление в этом возрасте намного больше, чем у взрослого человека.
Мозг у мужчин больше, чем у женщин, что никак не сказывается на умственных способностях тех и других. Имеются также различия и в размерах разных областей мозга. Интересно, что сам мозг не чувствует боли; боль ощущает его оболочка. Поэтому был неправ человек из анекдота, который, постукивая себя по голове, сказал: «Голова не может болеть. Ведь это же кость!».
‘ + ‘ ‘ + ‘ ‘ + ‘Вся жизнь человека зависит от работы нашего мозга. Всё, что мы воспринимаем, думаем, все наши переживания и открытия — результат работы мозга. Поэтому знать, как работает наш мозг, означает умение управлять собственной жизнью, менять её в лучшую сторону. Наша жизнь — это не только события, в которых мы принимаем участие, но и то, как мы их ощущаем, переживаем, то есть, как мы воспринимаем нашу жизнь. И всем этим ведает наш мозг.
В ХХ веке учёные установили, что мы используем не более 10% ресурсов мозга. А в XXI веке другие учёные утверждают, что мы используем практически все ресурсы нашего мозга. Пока ещё ни то, ни другое утверждение нельзя считать доказанным. Ведь в мозгу человека более 100 миллиардов нейронов, и ещё нет методики, которая позволила бы определить, сколько из них задействовано одновременно. Уже более 100 лет повторяется миф, что нервные клетки не восстанавливаются. Оказалось, что это неправда: они восстанавливаются, но медленнее, чем клетки других частей нашего тела. Восстанавливаются и сами клетки, и нервные пути — синапсы, служащие для связи между ними. Интересно, что алкоголь разрушает не клетки мозга, как считалось раньше, а именно синапсы, что затормаживает мыслительные процессы.
Наш известный нейрохирург профессор В. В. Крылов на вопрос, насколько изучен наш мозг, ответил: «Я думаю, что наш мозг — это такая же бесконечность, как и наша Вселенная». Уже известно, какие структуры мозга определяют память, распознавание образов, предметное мышление, музыкальные способности, способность к членораздельной речи и т. д. Но это не даёт ответа на вопрос, как работает наш мозг.
Человеческий мозг — это не только совокупность клеток и синапсов. Мозг — это, прежде всего, связи между клетками и частями мозга. Когда эти связи нарушаются, нарушается и работа мозга, хотя клетки целы и функционируют. При нарушении этих связей изменяются не только работа мозга, но и мироощущение, осознание происходящего, реакция на окружающий мир. Вот и толкуй после этого о бессмертной душе, существующей отдельно от тела!
А наш всемирно известный учёный в области человеческого мозга, академик Н. П. Бехтерева, в одном из интервью заявила: «Нельзя сказать, что какая-то часть мозга изучена, а какая-то нет. Весь мозг изучен, но только не очень хорошо изучен, ещё очень много свойств мозга нам предстоит изучить. Что мы знаем о мозге, а чего не знаем? Мы знаем многое об организации движений. Мы знаем уже некоторые общие принципы организации мышления, эмоций. Не говоря уже о том, что достаточно хорошо изучена такая функция головного мозга, как руководство всей внутренней сферой организма. Но вот чего мы пока не знаем и даже не видим пути к тому, чтобы это узнать — можно ли когда-нибудь будет на основе объективных данных понять, о чём думает человек».
Но исследования в этом направлении ведутся, особенно в США, и ведутся очень интенсивно. Так что берегите ваш мозг — источник знаний! И попробуйте управлять его работой.
Как на самом деле работает мозг / Хабр
На хабре довольно популярны статьи о различных техниках повышения работоспособности, улучшения памяти, самомотивации и т.д. и т.п. Увы, зачастую авторы этих статей совершенно не представляют себе, что такое мозг, как он работает и почему всё устроено именно так.Прежде всего, необходимо понять вот что:
Думать — дорого
Изложенные ниже сведения почёрпнуты, большей частью, из книги С.В.Савельева «Происхождение мозга», которую я настоятельно рекомендую к прочтению, наряду с трудами Ричарда Докинза и Конрада Лоренца.
Мозг возник в результате эволюции как гибкий, универсальный и быстрый решатель. Обладание мозгом делает животное значительно более приспособленным, особенно в экстремальных ситуациях. Однако за все приходится платить: мозг — чрезвычайно затратный орган. У человека интенсивно работающий мозг потребляет четверть (!) ресурсов всего организма. Проблема заключается ещё и в том, что мозг никогда не находится в состоянии покоя; даже отдыхающий мозг потребляет 10% энергии организма, при этом составляя всего 2% от его массы. Кроме того, организм элементарно не в состоянии поддерживать интенсивную работу мозга в течение длительного времени, через какое-то время неизбежно наступает нервное истощение. Ко всему прочему, мозг, лишенный нужных ресурсов (кислорода прежде всего), практически мгновенно (в течение 5 минут) погибает.
Оптимизация
Полагаю, большинство хабровчан к данному моменту уже представили себе, каким образом можно оптимизировать энергетические затраты мозга. ИТ-специалисты в этом плане ничего лучше природы не придумали.
Вариант А: ограничить активность мозга только действительно экстремальными ситуациями. На человеческом языке этот механизм называется «лень». Человек инстинктивно стремится не думать, до тех пор, пока в этом нет необходимости. Многие животные, например, кошки, вообще постоянно пребывают в одном из двух состояний: либо сонной дрёмы, либо гиперактивности. Лень является двигателем прогресса в самом что ни на есть буквальном смысле.
Вариант Б: кэш. Заложить как можно больше предопределенных моделей поведения и включать мозг только тогда, когда автопилот не может разрешить проблему сам. Такая оптимизация свойственна прежде всего мелким животным, но, как нетрудно заметить, проявив минимум наблюдательности, человек ей тоже пользуется вовсю.
Кстати, отсюда идет знаменитый несуразный миф о том, что человек, якобы, использует десять (пять, два — нужное подчеркнуть) процентов своего мозга. В конкретный момент времени и в состоянии покоя — в каком-то приближении, да. Потому что использовать мозг целиком без необходимости — дорого и неразумно. Но держать 90% мозга не используемыми вообще — ещё более дорого и неразумно.
Реальность
Часто кажется, что поведение человека глупо и нелогично. Однако в свете предыдущего параграфа вполне очевидно, что поведение человека абсолютно умно и логично. Вопрос «о чем ты вообще думал», как правило, имеет простой ответ: ни о чём. Человеку свойственно ни о чем не думать, и это с эволюционной точки зрения самая выгодная программа.
Конечно, в современном мире у большей части человечества не возникает проблем с питательными веществами и механизмы оптимизации энергопотребления не нужны. Но, увы, изменить собственную генетическую программу мы не в состоянии; да и нет никакой гарантии, что иная схема работы мозга окажется для homo sapiens более оптимальной.
Помнить — дорого
От мышления перейдём к памяти. Для понимания процессов запоминания и вспоминания полезно, прежде всего, усвоить одну простую вещь: человеческая память — энергозависимая. На хранение информации непрерывно расходуются ресурсы организма. Думаю, вы уже поняли, что это означает :-).
Во-первых, память разделяется на кратковременную и долговременную. В долговременную память попадает только небольшая часть потока информации.
Во-вторых, воспоминания непрерывно утрачиваются. Чем больше проходит времени, тем меньше информации о событии остается в памяти.
Запоминание случайно
На эти, и без того нерадостные для студентов 🙂 процессы накладывается ещё и вероятностная сущность запоминания. Дело в том, что запоминание — это образование в нейронной сети устойчивых циклических сетей, содержащих нужную информацию. Этот процесс не очень быстр и довольно непредсказуем. Нельзя сколько-нибудь точно предугадать, в какой момент изменится конфигурация нейронов. Именно поэтому человек частенько запоминает на всю жизнь совершенно бессмысленную и ненужную информацию — потому что так сложилось, что в момент образования новой конфигурации нейронов он думал именно об этой ерунде. Для того, чтобы гарантировать запоминание приходится постоянно обновлять информацию в течение довольно длительного периода времени.
Память врёт
Как было сказано в предыдущем разделе, память нужна человеку прежде всего для того, чтобы не думать. Запомненные решения и модели поведения позволяют не напрягать мозг, а действовать на автопилоте. Это — фактически главная функция памяти.
Однако в силу того, что память энергозависима, запомнить всю нужную информацию нельзя. С одной стороны, постоянно поступает новая информация, которая потенциально может быть важной. С другой стороны, старая информация постоянно утрачивает актуальность. Таким образом, старые воспоминания постоянно конкурируют с новыми за место в памяти. Более того, в целях масимально полного использования доступного ресурса, новые и старые информационные сигналы циркулируют по одним и тем же путям. В результате, старые воспоминания постоянно искажаются, что со временем приводит к довольно неожиданным эффектам вплоть до полного несоответствия старого воспоминания реальности, причем старые воспоминания со временем становятся всё более идеализированными. Это характерно не только для людей, но и для других животных тоже.
Welcome to the Real World
Не знаю, как вы, а я значительно лучше стал понимать поведение людей, когда всё это прочитал. Представления о том, почему мозг ведёт себя именно так, а не иначе, на мой взгляд, гораздо более полезно, чем абстрактные рекомендации про то, как повысить работоспособность и улучшить память. Надеюсь, и вам они окажутся полезными.
Какой процент человеческого мозга используется?
Возможно, вы слышали, что люди используют только 10 процентов своих умственных способностей, и что если бы вы могли разблокировать остальную часть своего умственного потенциала, вы могли бы сделать гораздо больше. Вы можете стать супергением или приобрести экстрасенсорные способности, такие как чтение мыслей и телекинез. Однако есть убедительные доказательства, опровергающие миф о 10%. Ученые постоянно доказывают, что люди используют весь свой мозг в течение дня.
Несмотря на доказательства, миф о 10 процентах населения породил множество ссылок в культурном воображении.Такие фильмы, как «Безграничный» и «Люси» изображают главных героев, которые развивают божественные способности благодаря лекарствам, которые высвобождают ранее недоступные 90 процентов мозга. Исследование 2013 года показало, что около 65 процентов американцев верят этому методу, а исследование 1998 года показало, что треть психологов, специализирующихся на работе мозга, попалась на него.
Нейропсихология
Нейропсихология изучает, как анатомия мозга влияет на поведение, эмоции и познание человека.На протяжении многих лет исследователи мозга показали, что разные части мозга отвечают за определенные функции, будь то распознавание цветов или решение проблем. Вопреки мифу о 10%, ученые доказали, что каждая часть мозга является неотъемлемой частью нашего повседневного функционирования, благодаря таким методам визуализации мозга, как позитронно-эмиссионная томография и функциональная магнитно-резонансная томография.
Исследования еще не нашли полностью бездействующей области мозга. Даже исследования, измеряющие активность на уровне отдельных нейронов, не выявили никаких неактивных областей мозга.Многие исследования с использованием изображений мозга, которые измеряют активность мозга, когда человек выполняет конкретную задачу, показывают, как разные части мозга работают вместе. Например, пока вы читаете этот текст на своем смартфоне, некоторые части вашего мозга, в том числе отвечающие за зрение, понимание прочитанного и удержание телефона, будут более активными.
Однако некоторые изображения мозга непреднамеренно подтверждают 10-процентный миф, потому что они часто показывают небольшие яркие пятна на сером мозге.Это может означать, что только яркие пятна обладают мозговой активностью, но это не так. Скорее, цветные пятна представляют области мозга, которые на больше активны, когда кто-то выполняет задание, по сравнению с тем, когда он не выполняет. Серые пятна все еще активны, только в меньшей степени.
Более прямая противоположность мифу о 10% состоит в людях, которые перенесли повреждение мозга — в результате инсульта, травмы головы или отравления угарным газом — и что они больше не могут делать в результате этого повреждения или могут делать то же самое. хорошо.Если бы миф о 10% был правдой, повреждение примерно 90% мозга не повлияло бы на повседневное функционирование.
Однако исследования показывают, что повреждение даже очень небольшой части мозга может иметь разрушительные последствия. Например, повреждение области Брока препятствует правильному формированию слов и беглой речи, хотя общее понимание языка остается неизменным. В одном широко разрекламированном случае женщина из Флориды навсегда потеряла «способность к мыслям, восприятию, воспоминаниям и эмоциям, которые являются самой сутью человеческого существования», когда из-за недостатка кислорода была разрушена половина ее головного мозга, что составляет около 85 процентов мозг.
Эволюционные аргументы
Еще одно свидетельство против мифа о 10% исходит от эволюции. Мозг взрослого человека составляет всего 2 процента массы тела, но при этом потребляет более 20 процентов энергии тела. Для сравнения: мозг взрослых животных многих видов позвоночных, в том числе некоторых рыб, рептилий, птиц и млекопитающих, потребляет от 2 до 8 процентов энергии своего тела. Мозг сформировался в результате миллионов лет естественного отбора, который передает благоприятные черты, повышая вероятность выживания.Маловероятно, что тело будет тратить столько энергии на поддержание функционирования всего мозга, если оно использует только 10 процентов мозга.
Происхождение мифа
Главная привлекательность 10-процентного мифа — это идея, что вы могли бы сделать гораздо больше , если бы только вы могли разблокировать остальную часть своего мозга. Даже при наличии достаточных доказательств обратного, почему многие люди до сих пор верят, что люди используют только 10 процентов своего мозга? Неясно, как этот миф вообще распространился, но он был популяризирован в книгах по самопомощи и, возможно, даже основан на более старых, ошибочных исследованиях в области нейробиологии.
Этот миф можно согласовать с сообщениями, содержащимися в книгах по самосовершенствованию, которые показывают вам способы добиться большего и реализовать свой «потенциал». Например, в предисловии к пресловутому «Как заводить друзей и оказывать влияние на людей» говорится, что средний человек «развивает только 10 процентов своих скрытых умственных способностей». Это утверждение, восходящее к психологу Уильяму Джеймсу, относится к способности человека достичь большего, а не к тому, сколько мозгового вещества он использовал. Другие даже говорили, что Эйнштейн объяснил свой талант мифом о 10%, хотя эти утверждения остаются необоснованными.
Другой возможный источник мифа кроется в «безмолвных» областях мозга из более ранних исследований нейробиологии. Например, в 1930-х годах нейрохирург Уайлдер Пенфилд прикреплял электроды к обнаженному мозгу своих пациентов с эпилепсией во время операции. Он заметил, что определенные области мозга вызывали различные ощущения, но в то время как другие, казалось, не вызывали никакой реакции. Тем не менее, по мере развития технологий исследователи обнаружили, что эти «молчаливые» области мозга, в том числе префронтальные доли, в конце концов, выполняют основные функции.
Ресурсы и дополнительная информация
- Beyerstein, B.L. «Откуда появился миф о том, что мы используем только 10% нашего мозга?» Мифы о разуме: изучение популярных предположений о разуме и мозге , под редакцией Серджио Делла Сала, Wiley, 1999, стр. 3-24.
- Бродфут, Марла Вацек. «Как работает сканирование мозга?» Raleigh News & Observer , 27 января 2013 г.
- «Разрушая миф о 10 процентах». Обзор науки и сознания .
- Хигби, Кеннет Л. и Сэмюэл Л. Клей. «Вера студентов в миф о десяти процентах». Психологический журнал , вып. 132, нет. 5, 1998, стр. 469-476.
- Джарретт, Кристиан. Великие мифы о мозге . Уайли Блэквелл, 2014.
- Макдугл, Сэм. «Вы уже используете способ, более чем на 10 процентов своего мозга». The Atlantic , 7 августа 2014 г.
- Mink, J. W., et al.«Отношение центральной нервной системы к метаболизму тела у позвоночных: его постоянство и функциональная основа». Американский журнал физиологии — регуляторной, интегративной и сравнительной физиологии , vol. 241, нет. 3, 1 сентября 1981 г., стр. R203-R212.
- «Новое исследование показывает, что американцы заботятся о здоровье мозга, но существует множество неправильных представлений». Фонд Майкла Дж. Фокса по исследованию болезни Паркинсона , 25 сентября 2013 г.
- Тандон, Пракашнарайн. «Не так уж и тихо: префронтальная кора человека».” Неврология, Индия , vol. 61, нет. 6. 2013. С. 578-580.
- Фриман, Рэйчел К. и Аарон Э. Кэрролл. «Медицинские мифы». BMJ , т. 335, нет. 7633, 20 декабря 2007 г., стр. 1288–1289.
- Ванек, Кристофер. Плохая медицина: выявленные заблуждения и неправильное использование, от исцеления на расстоянии до витамина O . Wiley, 2003. .
Какую часть нашего мозга мы на самом деле используем? Факты и мифы о мозге
Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, будут полезны нашим читателям.Если вы совершаете покупку по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Вот наш процесс.
Мозг — самый сложный орган человеческого тела. Многие считают, что человек использует только 10 процентов своего мозга. Есть ли правда в этом?
Мозг человека определяет, как он воспринимает окружающий мир. Мозг весит около 3 фунтов и содержит около 100 миллиардов нейронов — клеток, несущих информацию.
В этой статье мы исследуем, какую часть мозга использует человек.Мы также развенчиваем некоторые широко распространенные мифы и раскрываем некоторые интересные факты о мозге.
Поделиться в Pinterest. Исследования развенчали миф о том, что люди используют только 10 процентов своего мозга.Согласно опросу, проведенному в 2013 году, около 65 процентов американцев считают, что мы используем только 10 процентов нашего мозга.
Но это всего лишь миф, говорится в интервью с неврологом Барри Гордоном в журнале Scientific American . Он объяснил, что большая часть мозга почти всегда активна.
Миф о 10% был также развенчан в исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Human Neuroscience .
Один из распространенных методов визуализации головного мозга, называемый функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ), позволяет измерять активность мозга, когда человек выполняет различные задачи.
Используя этот и аналогичные методы, исследователи показывают, что большая часть нашего мозга используется большую часть времени, даже когда человек выполняет очень простое действие.
Большая часть мозга активна даже тогда, когда человек спит или отдыхает.
Процент используемого мозга в любой момент времени варьируется от человека к человеку. Это также зависит от того, что человек делает или о чем думает.
Неясно, как возник этот миф, но есть несколько возможных источников.
В статье, опубликованной в журнале Science за 1907 год, психолог и писатель Уильям Джеймс утверждал, что люди используют только часть своих умственных ресурсов. Однако процент он не уточнил.
Эта цифра упоминается в книге Дейла Карнеги 1936 года « Как заводить друзей и оказывать влияние на людей ».Миф был описан как то, что говорил профессор колледжа автора.
Ученые также считают, что нейроны составляют около 10 процентов клеток мозга. Возможно, это способствовало возникновению 10-процентного мифа.
Миф повторяется в статьях, телепрограммах и фильмах, что помогает объяснить, почему в него так широко верят.
Как и любой другой орган, на мозг влияет образ жизни человека, диета и количество физических упражнений.
Чтобы улучшить здоровье и работу мозга, человек может делать следующее.
Соблюдайте сбалансированную диету
Поделиться на Pinterest Орехи богаты омега-жирными кислотами и антиоксидантами, что делает их полезными для здоровья мозга.Правильное питание улучшает общее состояние здоровья и самочувствие. Он также снижает риск развития проблем со здоровьем, которые могут привести к слабоумию, в том числе:
- сердечно-сосудистых заболеваний
- ожирения среднего возраста
- диабета 2 типа
Следующие продукты способствуют здоровью мозга:
- Фрукты и овощи с темным оттенком скины .Некоторые из них богаты витамином Е, например шпинат, брокколи и черника. Другие богаты бета-каротином, в том числе красный перец и сладкий картофель. Витамин Е и бета-каротин способствуют здоровью мозга.
- Жирная рыба . Эти виды рыбы, такие как лосось, скумбрия и тунец, богаты жирными кислотами омега-3, которые могут поддерживать когнитивные функции.
- Грецкие орехи и пекан . Они богаты антиоксидантами, которые способствуют здоровью мозга.
В Интернете можно приобрести различные грецкие орехи и орехи пекан.
Делайте физические упражнения регулярно
Регулярные упражнения также снижают риск проблем со здоровьем, которые могут привести к деменции.
Сердечно-сосудистая деятельность, такая как быстрая ходьба в течение 30 минут в день, может быть достаточной для снижения риска снижения функции мозга.
Другие доступные и недорогие варианты включают:
- езда на велосипеде
- бег трусцой
- плавание
Поддержание активности мозга
Чем больше человек использует свой мозг, тем лучше становятся его умственные функции.По этой причине упражнения для тренировки мозга — хороший способ поддерживать общее здоровье мозга.
Недавнее исследование, проведенное более 10 лет назад, показало, что люди, которые использовали упражнения для тренировки мозга, снижали риск слабоумия на 29 процентов.
Самый эффективный тренинг, направленный на повышение скорости работы мозга и способности быстро обрабатывать сложную информацию.
Существует ряд других популярных мифов о мозге. Они обсуждаются и развеиваются ниже.
Левое полушарие vs.right-brained
Поделиться на Pinterest Исследования показывают, что у человека не будет доминировать ни левое, ни правое полушарие, но что обе стороны мозга используются одинаково.Многие считают, что у человека либо левое, либо правое полушарие, при этом люди с правым полушарием более креативны, а люди с левым полушарием более логичны.
Однако исследования показывают, что это миф — у людей не доминирует одно или другое полушарие мозга. У здорового человека постоянно задействованы оба полушария.
Это правда, что у полушарий разные задачи. Например, в исследовании PLOS Biology обсуждалась степень, в которой левое полушарие участвует в обработке речи, а правое — в обработке эмоций.
Алкоголь и мозг
Длительный алкоголизм может привести к ряду проблем со здоровьем, включая повреждение мозга.
Однако не так просто сказать, что употребление алкоголя убивает клетки мозга — это миф. Причины этого сложны.
Если женщина употребляет слишком много алкоголя во время беременности, это может повлиять на развитие мозга плода и даже вызвать алкогольный синдром плода.
Мозг младенцев с этим заболеванием может быть меньше и часто содержать меньше мозговых клеток. Это может привести к трудностям с обучением и поведением.
Подсознательные сообщения
Исследования показывают, что подсознательные сообщения могут вызывать эмоциональную реакцию у людей, не подозревающих, что они получили эмоциональный стимул.Но могут ли подсознательные сообщения помочь человеку узнать что-то новое?
Исследование, опубликованное в Nature Communications , показало, что прослушивание словарного запаса во время сна может улучшить способность человека запоминать слова. Так было только у людей, которые уже изучили словарный запас.
Исследователи отметили, что информация, полученная во сне, не может помочь человеку узнать что-то новое. Это может только улучшить запоминание ранее полученной информации в состоянии бодрствования.
Мозговые морщины
Человеческий мозг покрыт складками, обычно известными как морщины. Падение в каждой складке называется бороздой, а возвышенная часть — извилиной.
Некоторые люди считают, что новая морщина образуется каждый раз, когда человек чему-то учится. Это не тот случай.
Морщины в мозгу появляются еще до рождения человека, и этот процесс продолжается в течение всего детства.
Мозг постоянно создает новые связи и разрывает старые, даже в зрелом возрасте.
Теперь, когда мы развеяли некоторые распространенные мифы, вот несколько фактов о мозге.
Использование энергии
Мозг составляет около 2 процентов веса человека, но потребляет 20 процентов кислорода и калорий.
Гидратация
Впервые установлено в 1945 году, по оценкам ученых, мозг примерно на 73% состоит из воды.
Сохранение гидратации мозга очень важно. Обезвоживание всего на 2 процента может ухудшить способность человека выполнять задачи, требующие внимания, памяти и моторики.
Холестерин
Холестерин — это тип жира, который люди часто считают вредным для своего здоровья.
Это правда, что потребление слишком большого количества холестерина вредно для сердца. Однако многие люди не знают, что холестерин играет важную роль в мозге человека.
Без холестерина клетки мозга не выжили бы.
Около 25 процентов холестерина в организме содержится в клетках мозга.
Из-за сложности органа ученые все еще изучают мозг.
Представление о том, что человек использует только 10 процентов своего мозга, является мифом. Сканирование с помощью фМРТ показывает, что даже простая деятельность требует активности почти всего мозга.
Хотя нам еще многое предстоит узнать о мозге, исследователи продолжают заполнять пробелы между фактами и вымыслами.
Какую часть нашего мозга мы на самом деле используем? Факты и мифы о мозге
Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, будут полезны нашим читателям. Если вы совершаете покупку по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию.Вот наш процесс.
Мозг — самый сложный орган человеческого тела. Многие считают, что человек использует только 10 процентов своего мозга. Есть ли правда в этом?
Мозг человека определяет, как он воспринимает окружающий мир. Мозг весит около 3 фунтов и содержит около 100 миллиардов нейронов — клеток, несущих информацию.
В этой статье мы исследуем, какую часть мозга использует человек. Мы также развенчиваем некоторые широко распространенные мифы и раскрываем некоторые интересные факты о мозге.
Поделиться в Pinterest. Исследования развенчали миф о том, что люди используют только 10 процентов своего мозга.Согласно опросу, проведенному в 2013 году, около 65 процентов американцев считают, что мы используем только 10 процентов нашего мозга.
Но это всего лишь миф, говорится в интервью с неврологом Барри Гордоном в журнале Scientific American . Он объяснил, что большая часть мозга почти всегда активна.
Миф о 10% был также развенчан в исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Human Neuroscience .
Один из распространенных методов визуализации головного мозга, называемый функциональной магнитно-резонансной томографией (фМРТ), позволяет измерять активность мозга, когда человек выполняет различные задачи.
Используя этот и аналогичные методы, исследователи показывают, что большая часть нашего мозга используется большую часть времени, даже когда человек выполняет очень простое действие.
Большая часть мозга активна даже тогда, когда человек спит или отдыхает.
Процент используемого мозга в любой момент времени варьируется от человека к человеку.Это также зависит от того, что человек делает или о чем думает.
Неясно, как возник этот миф, но есть несколько возможных источников.
В статье, опубликованной в журнале Science за 1907 год, психолог и писатель Уильям Джеймс утверждал, что люди используют только часть своих умственных ресурсов. Однако процент он не уточнил.
Эта цифра упоминается в книге Дейла Карнеги 1936 года « Как заводить друзей и оказывать влияние на людей ».Миф был описан как то, что говорил профессор колледжа автора.
Ученые также считают, что нейроны составляют около 10 процентов клеток мозга. Возможно, это способствовало возникновению 10-процентного мифа.
Миф повторяется в статьях, телепрограммах и фильмах, что помогает объяснить, почему в него так широко верят.
Как и любой другой орган, на мозг влияет образ жизни человека, диета и количество физических упражнений.
Чтобы улучшить здоровье и работу мозга, человек может делать следующее.
Соблюдайте сбалансированную диету
Поделиться на Pinterest Орехи богаты омега-жирными кислотами и антиоксидантами, что делает их полезными для здоровья мозга.Правильное питание улучшает общее состояние здоровья и самочувствие. Он также снижает риск развития проблем со здоровьем, которые могут привести к слабоумию, в том числе:
- сердечно-сосудистых заболеваний
- ожирения среднего возраста
- диабета 2 типа
Следующие продукты способствуют здоровью мозга:
- Фрукты и овощи с темным оттенком скины .Некоторые из них богаты витамином Е, например шпинат, брокколи и черника. Другие богаты бета-каротином, в том числе красный перец и сладкий картофель. Витамин Е и бета-каротин способствуют здоровью мозга.
- Жирная рыба . Эти виды рыбы, такие как лосось, скумбрия и тунец, богаты жирными кислотами омега-3, которые могут поддерживать когнитивные функции.
- Грецкие орехи и пекан . Они богаты антиоксидантами, которые способствуют здоровью мозга.
В Интернете можно приобрести различные грецкие орехи и орехи пекан.
Делайте физические упражнения регулярно
Регулярные упражнения также снижают риск проблем со здоровьем, которые могут привести к деменции.
Сердечно-сосудистая деятельность, такая как быстрая ходьба в течение 30 минут в день, может быть достаточной для снижения риска снижения функции мозга.
Другие доступные и недорогие варианты включают:
- езда на велосипеде
- бег трусцой
- плавание
Поддержание активности мозга
Чем больше человек использует свой мозг, тем лучше становятся его умственные функции.По этой причине упражнения для тренировки мозга — хороший способ поддерживать общее здоровье мозга.
Недавнее исследование, проведенное более 10 лет назад, показало, что люди, которые использовали упражнения для тренировки мозга, снижали риск слабоумия на 29 процентов.
Самый эффективный тренинг, направленный на повышение скорости работы мозга и способности быстро обрабатывать сложную информацию.
Существует ряд других популярных мифов о мозге. Они обсуждаются и развеиваются ниже.
Левое полушарие vs.right-brained
Поделиться на Pinterest Исследования показывают, что у человека не будет доминировать ни левое, ни правое полушарие, но что обе стороны мозга используются одинаково.Многие считают, что у человека либо левое, либо правое полушарие, при этом люди с правым полушарием более креативны, а люди с левым полушарием более логичны.
Однако исследования показывают, что это миф — у людей не доминирует одно или другое полушарие мозга. У здорового человека постоянно задействованы оба полушария.
Это правда, что у полушарий разные задачи. Например, в исследовании PLOS Biology обсуждалась степень, в которой левое полушарие участвует в обработке речи, а правое — в обработке эмоций.
Алкоголь и мозг
Длительный алкоголизм может привести к ряду проблем со здоровьем, включая повреждение мозга.
Однако не так просто сказать, что употребление алкоголя убивает клетки мозга — это миф. Причины этого сложны.
Если женщина употребляет слишком много алкоголя во время беременности, это может повлиять на развитие мозга плода и даже вызвать алкогольный синдром плода.
Мозг младенцев с этим заболеванием может быть меньше и часто содержать меньше мозговых клеток. Это может привести к трудностям с обучением и поведением.
Подсознательные сообщения
Исследования показывают, что подсознательные сообщения могут вызывать эмоциональную реакцию у людей, не подозревающих, что они получили эмоциональный стимул.Но могут ли подсознательные сообщения помочь человеку узнать что-то новое?
Исследование, опубликованное в Nature Communications , показало, что прослушивание словарного запаса во время сна может улучшить способность человека запоминать слова. Так было только у людей, которые уже изучили словарный запас.
Исследователи отметили, что информация, полученная во сне, не может помочь человеку узнать что-то новое. Это может только улучшить запоминание ранее полученной информации в состоянии бодрствования.
Мозговые морщины
Человеческий мозг покрыт складками, обычно известными как морщины. Падение в каждой складке называется бороздой, а возвышенная часть — извилиной.
Некоторые люди считают, что новая морщина образуется каждый раз, когда человек чему-то учится. Это не тот случай.
Морщины в мозгу появляются еще до рождения человека, и этот процесс продолжается в течение всего детства.
Мозг постоянно создает новые связи и разрывает старые, даже в зрелом возрасте.
Теперь, когда мы развеяли некоторые распространенные мифы, вот несколько фактов о мозге.
Использование энергии
Мозг составляет около 2 процентов веса человека, но потребляет 20 процентов кислорода и калорий.
Гидратация
Впервые установлено в 1945 году, по оценкам ученых, мозг примерно на 73% состоит из воды.
Сохранение гидратации мозга очень важно. Обезвоживание всего на 2 процента может ухудшить способность человека выполнять задачи, требующие внимания, памяти и моторики.
Холестерин
Холестерин — это тип жира, который люди часто считают вредным для своего здоровья.
Это правда, что потребление слишком большого количества холестерина вредно для сердца. Однако многие люди не знают, что холестерин играет важную роль в мозге человека.
Без холестерина клетки мозга не выжили бы.
Около 25 процентов холестерина в организме содержится в клетках мозга.
Из-за сложности органа ученые все еще изучают мозг.
Представление о том, что человек использует только 10 процентов своего мозга, является мифом. Сканирование с помощью фМРТ показывает, что даже простая деятельность требует активности почти всего мозга.
Хотя нам еще многое предстоит узнать о мозге, исследователи продолжают заполнять пробелы между фактами и вымыслами.
«Люси» не права; Мы используем более 10% нашего мозга | Mind Read
«Подсчитано, что большинство людей использует только десять процентов своих возможностей мозга», — говорит профессор Норман, которого играет актер Морган Фриман, в трейлере нового триллера « Люси ».«Представьте, если бы мы могли получить доступ к 100%. Начинают происходить интересные вещи».Я знаю, что не получил докторскую степень. пока что, профессор, но я прошу не согласиться. Видите ли, мы все ежедневно получаем доступ к 100% нашего мозга. И нам не нужно быть телекинетиком или запоминать всю колоду карт, чтобы сделать это.
В фильме, который открывается в следующую пятницу, персонаж Скарлетт Йоханссон Люси вынуждена работать контрабандисткой наркотиков в тайваньской мафии. Лекарство, которое они имплантировали ей в тело, проникает в ее организм, позволяя ей «получить 100% доступа» к ее мозгу.Помимо прочего, Люси может перемещать объекты с помощью своего разума, не чувствовать боли и запоминать огромное количество информации.
В некотором смысле идея о том, что мы используем только 10% нашего мозга, довольно вдохновляет. Это может побудить нас стараться изо всех сил или задействовать какой-то таинственный, нетронутый резервуар творчества и потенциала. Есть даже продукты, которые обещают разблокировать остальные 90%.
Каким бы нелепым ни казалось это утверждение, 2/3 общественности и половина учителей естественных наук все еще верят в этот миф.Это мнение настолько распространено, что, когда нейробиолог Лондонского университетского колледжа Софи Скотт посетила курс оказания первой помощи, ее инструктор заверил класс, что травмы головы не опасны, потому что «90% мозга [ничего] не делает».
Как вообще возникло это заблуждение? Возможно, мы сможем проследить его самые ранние корни до психолога Уильяма Джеймса, который написал в своем тексте 1907 года Энергии мужчин , что «мы используем лишь небольшую часть наших возможных умственных и физических ресурсов.«Я склонен соглашаться с этим мнением, когда провожу вечера на диване перед реалити-шоу, но, конечно, Джеймс не намеревался доверять этому« мифу о 10% ».Но кто-то другой, Лоуэлл Томас, в своем предисловии к книге Дейла Карнеги 1936 года Как завоевывать друзей и оказывать влияние на людей переосмыслил это утверждение и, кажется, добавил несколько собственных идей. «Профессор Уильям Джеймс из Гарварда, — писал Томас, — говорил, что средний человек развивает только 10 процентов своих скрытых умственных способностей.»
Вот в чем дело: за два миллиона лет эволюции человека мозг быстро утроил свой первоначальный размер. Несмотря на то, что на него приходится всего 2% веса нашего тела, мозг поглощает колоссальные 20% нашего ежедневного потребления энергии. Наш мозг также чрезвычайно эффективны, так как у них появились извилины, которые резко увеличили отношение площади поверхности коры к общему объему по сравнению с другими видами. Утверждение «мы используем только 10% нашего мозга» означало бы, что мы эффективно развиваемся в в противоположном направлении — и мы делаем это очень быстро.
Еще один очевидный способ узнать, что мы используем более 10% нашего мозга одновременно, — это такие подходы, как функциональная магнитно-резонансная томография и позитронно-эмиссионная томография. ФМРТ и ПЭТ — это методы визуализации, которые выявляют области относительно высокой активности мозга в режиме реального времени. Визуальные исследования говорят нам, что при выполнении даже самых простых задач, таких как просмотр фильма, задействовано не только множество областей мозга, но и активность между этими областями чрезвычайно динамична.Кроме того, поговорка «используй или потеряй», кажется, особенно актуальна в отношении здоровья мозга.Исследование 2012 года, проведенное Шафер и его коллегами из Гарварда, показало, что нейронные иммунные клетки, называемые микроглией, могут удалять неиспользуемые, но в остальном здоровые синапсы (связи) между клетками мозга. Если бы мы регулярно использовали только 10% нашего мозга в любой момент времени, мы все могли бы быть склонны к церебральной атрофии, напоминая пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера.
«Миф о 10%», возможно, был увековечен чем-то, что _не_ правда. Несмотря на то, что мозг насчитывает почти 100 миллиардов нейронов, этот тип клеток значительно превосходит по численности другой: глиальные клетки.Глиальные («клейкие») клетки отвечают за поддержание гомеостаза, обеспечивают структурную поддержку, изоляцию нейронов миелином и удаление патогенов и мусора. Фактическое соотношение глиальных клеток и нейронов оспаривается, хотя во многих текстах утверждается, что оно может составлять примерно 10: 1. Другими словами, нейроны составляют только 10% всего нашего мозга.Подумайте о себе прямо сейчас. Вы напрягаете мышцы, чтобы сесть прямо? Прокручиваете компьютерную мышь рукой (или большим пальцем на мобильном устройстве)? Может, вы что-нибудь едите? Слушать музыку? Дыхание? Будьте уверены, прямо сейчас вы используете более 10% своего мозга.
Возможно, вы играли Бога в фильме, Морган Фриман, но вам явно нужен учебник о том, как работает ваше самое невероятное творение — мозг!
—
Первоначально опубликовано в The Conversation UK.
Изображение предоставлено: Фанданго (Люси), Lifehacker (мозг), NIMH / Wikimedia Commons (fMRI), Beyond the Dish (глиальные клетки)
Миф об использовании только 10 процентов вашего мозга
Человеческий мозг сложен и все еще довольно загадочен.Возможно, именно поэтому существует так много мифов о том, как работает мозг, несмотря на множество доказательств обратного. Один из наиболее распространенных из этих мифов часто называют мифом о 10% мозга или идеей о том, что люди на самом деле полностью используют лишь крошечный процент мощности и потенциала своего мозга.
Популярное и широко распространенное мнение о том, что мы используем или имеем доступ только к 10% мощности нашего мозга, часто используется для размышлений о степени человеческих способностей, если бы только мы могли использовать все возможности нашего мозга.Люди часто испытывают недостаток собственных умственных способностей, например, не понимают сложную математическую задачу или забывают какую-то важную информацию. Возможно, именно из-за этого люди часто чувствуют, что обладают некоторым неиспользованным потенциалом, если бы только они могли разблокировать эту недоступную часть своего разума.
На самом деле заявление о 10% — это стопроцентный миф. Вы используете весь свой мозг. Единственные случаи, когда есть неиспользуемые области мозга, — это те, в которых повреждение или болезнь мозга разрушили определенные области.
Истоки мифа
Исследователи предполагают, что эта популярная городская легенда существует как минимум с начала 1900-х годов. Возможно, на это повлияло неправильное понимание или неправильная интерпретация неврологических исследований людьми. Миф о 10%, возможно, возник из работ психолога и философа Уильяма Джеймса. В своей книге « Энергия человека » 1908 года он писал: «Мы используем лишь небольшую часть наших возможных умственных и физических ресурсов».
Миф сохранился во многом, как и другие городские легенды.Фильмы изображают персонажей, способных на выдающиеся подвиги, когда якобы неиспользуемые 90% их мозга «разблокированы». Люди с благими намерениями, такие как мотивирующие ораторы или учителя, часто цитируют миф о 10% как способ продемонстрировать, что все люди должны стремиться реализовать свой потенциал в полной мере. К сожалению, менее благонамеренные люди также использовали этот миф для продвижения и продажи продуктов и услуг, которые, как они утверждают, откроют скрытые способности вашего мозга.
Разоблачение мифа о 10 процентах
Нейробиологи указывают на ряд причин, по которым миф о 10% ложен:
- Сканирование изображений головного мозга ясно показывает, что почти все области мозга активны даже во время довольно рутинных задач, таких как разговор, ходьба и прослушивание музыки.
- Если бы миф о 10% был правдой, люди, страдающие повреждением мозга в результате несчастного случая или инсульта, вероятно, не заметили бы никакого реального эффекта. На самом деле, нет ни одной области мозга, которая могла бы быть повреждена без каких-либо последствий .
- Мы не смогли бы развить таких больших мозгов , если бы мы использовали только крошечную их часть.
- Мозг использует примерно 20% энергии тела. Было бы мало эволюционного смысла, если бы такая большая часть наших энергетических ресурсов использовалась таким крошечным количеством мозга.
- Исследование картирования мозга еще не выявило какой-либо области мозга, которая не выполняет какую-либо функцию. «Многочисленные исследования изображений мозга показывают, что ни одна область мозга не является полностью молчаливой или неактивной », — написала д-р Рэйчел С. Фриман и доктор Аарон Э. Кэрролл в исследовании медицинских мифов. «Детальное исследование мозга не позволило выявить« нефункционирующие »90 процентов».
К сожалению, миф о 10% остается популярным и устойчивым. Это повторялось в массовой культуре во всем: от рекламы до телевизионных программ и голливудских блокбастеров, таких как фильм 2014 года « Люси » со Скарлетт Йоханссон и Морган Фриман в главных ролях.
В следующий раз, когда вы услышите, как кто-то утверждает, что мы используем только 10% нашего мозга, вы сможете объяснить, почему это утверждение не соответствует действительности. Нельзя сказать, что у людей нет удивительного потенциала; мы просто используем 100% нашего мозга для выполнения этих замечательных подвигов.
Нейронауки для детей — 10% мифа о мозге
Используем ли мы только 10% нашего мозга?
Позвольте мне заявить об этом очень четко:
Нет научных доказательств предполагают, что мы используем только 10% нашего мозга.
Давайте посмотрим на возможные источники этого утверждения о «10% использования мозга». и доказательства того, что мы задействуем весь свой мозг.
Где зародился миф о 10%?
Заявление о 10% может были начаты с неправильной цитаты Альберта Эйнштейна или неправильное толкование творчества Пьера Флуранса в 1800-х годах. Это может Уильям Джеймс написал в 1908 году: «Мы используем только небольшая часть наших возможных умственных и физических ресурсов »(из г. Энергии мужчин , стр.12). Возможно, это была работа Карла Лэшли в 1920-х годах и 1930-е годы, с которых все началось. Лэшли удалил большие участки коры головного мозга. у крыс и обнаружил, что эти животные все еще могут заново учиться определенным задачам. Теперь мы знаем, что разрушение даже небольших участков человеческого мозга может иметь разрушительное воздействие на поведение. Это одна из причин, по которой нейрохирурги должны тщательно составить карту мозга, прежде чем удаление тканей головного мозга при операциях по поводу эпилепсии или опухолей головного мозга: они хотят убедиться, что важные области мозга не поврежден.
| Реклама для спутникового ТВ. Текст объявления гласит: «Вы используете только 11% своего потенциала. То же самое. Сейчас есть способ получить максимум от обоих ». ————— Реклама для жесткого диска ————— Реклама авиакомпании Текст объявления гласит: «Говорят, что мы используем лишь 10% возможности нашего мозга. Однако, если вы летите **** от **** Airlines, вы используете значительно больше ». | Почему миф продолжается?Как-то, где-то, кто-то положил начало этому мифу, и популярные СМИ продолжают повторять эту ложную заявление (см. рисунки).Вскоре все поверили заявлению независимо от доказательств. Мне не удалось отследить точный источник этого мифа, и я никогда не видел никаких научных данных, подтверждающих Это. По мнению сторонников этого мифа, если бы мы использовали больше наших мозг, тогда мы могли бы выполнять супер-трюки памяти и другие фантастические умственные способности — может быть, мы даже сможем перемещать предметы с помощью одной мысли. Опять же, я не знаю никаких данных, которые подтверждали бы это. Что значит использовать только 10% своего мозга?Какие данные были использованы для вычисления числа — 10%? Это значит что с вами будет все в порядке, если удалить 90% вашего мозга? Если средний человеческий мозг весит 1400 граммов (около 3 фунтов), и 90% его веса составляли удалено, останется 140 грамм (около 0.3 фунта) ткани головного мозга. Это размером с мозг барана. Известно, что повреждение относительно небольшая область мозга, например, вызванная инсультом, может вызвать тяжелые увечья. Определенные неврологические расстройства, такие как Болезнь Паркинсона также поражает только определенные области мозга. В ущерб, причиненный этими условиями, намного меньше, чем повреждение 90% мозг. |
Доказательства (или их отсутствие)
Возможно, когда люди используют утверждение о 10% мозга, они имеют в виду, что только один из каждых десяти нервных клеток необходимы или используются одновременно? Как будет ли проводиться такое измерение? Даже если нейроны не запускают потенциалы действия, они все равно могут получать сигналы от других нейронов.
Кроме того, из с эволюционной точки зрения, маловероятно, что мозг большего размера развивалось, если бы не было преимущества. Конечно, есть несколько пути, которые выполняют аналогичные функции. Например, есть несколько центральные пути, которые используются для зрения. Эта концепция называется «избыточность» и обнаруживается во всей нервной системе. Несколько пути для одной и той же функции могут быть типом предохранительного механизма, который должен один из путей терпит неудачу. Тем не менее, функциональный мозг Визуальные исследования показывают, что функционируют все части мозга.Четный во время сна мозг активен. Мозг все еще будучи «используемым», он просто находится в другом активном состоянии.
Наконец, поговорка «Используй или потеряй», кажется, применима к нервная система. В процессе развития образуется много новых синапсов. Фактически, некоторые синапсы устранены позже в процессе разработки. Этот период синаптического развития и устранение переходит в «тонкую настройку» нервной системы. Многие исследования показали, что если вход в конкретную нейронную систему устранены, то нейроны в этой системе не будут функционировать должным образом.Этот в зрительной системе было продемонстрировано довольно драматично: полная потеря зрение произойдет, если визуальная информация не будет стимулировать глаза (и мозг) на ранней стадии развития. Кажется разумным предложить что если бы 90% мозга не использовалось, то многие нервные пути были бы выродиться. Однако, похоже, это не так. С другой стороны, мозги маленьких детей вполне приспосабливаемы. Функция поврежденная область головного мозга в молодом мозге может быть захвачена оставшимся мозгом ткань.Есть невероятные примеры такого выздоровления у маленьких детей. у которых удалена большая часть мозга для контроля припадков. Такое чудесное выздоровление после обширной операции на головном мозге очень необычно для Взрослые.
Итак, в следующий раз, когда вы услышите, что кто-то скажет, что они используют только 10% своих мозг, вы можете исправить их. Скажи им:
«Мы используем 100% нашего мозга».
Несколько человек упомянули, что фильм Люси (2014) продвигает 10% мифа о мозге.Если вы найдете какие-либо новостные статьи или рекламные объявления, использующие миф о 10%, пришлите их мне: Д-р Эрик Х. Чудлер.
Для продолжения обсуждения этой темы см .:
- Десять Процент и счет — BrainConnection.com
- г. Миф о десяти процентах от скептически настроенного исследователя
- г. Десятипроцентный миф
- Do Люди используют 10 процентов своего мозга? — Научный американец
- г. Жизнь и времена 10% нейромифа
- Человек используют 100% своего мозга — вопреки популярному мифу — спросите Ученый
- Хигби, К.Л. и Клэй, С.Л., Вера студентов колледжа в десятипроцентный миф, Journal of Psychology , 132: 469-476, 1998.
- Б.Л. Бейерштейн, «Отсюда миф о том, что мы используем только 10% наших Мозги? в Mind Myths. Изучение популярных представлений о разуме и Brain под редакцией S. Della Sala, Chichester: John Wiley and Sons, страницы 3-24, 1999. Эту главу необходимо прочитать, всем, кто хочет получить больше информации о мифе о 10%.
| Знаете ли вы? | Доктор.Джеймс В. Калат, автор учебника Биологические Психология , имеет другая идея происхождения мифа о 10%. Доктор Калат отмечает, что нейробиологи 1930-х годов знали о существовании большого количество «локальных» нейронов в головном мозге, но единственное, о чем они знали эти клетки в том, что они были маленькими. Непонимание функция местных нейронов, возможно, привела к 10% мифу. (Справка: Kalat, J.W., Biological Psychology , шестое издание, Pacific Grove: Brooks / Cole Publishing Co., 1998, с. 43.) |
| Они сказали это! | «Мифы, в которые верят
стремятся стать правдой … « — Джордж Оруэлл (в The Collected Очерки, журналистика и письма Джорджа Оруэлла, т. 3 , под редакцией Соня Оруэлл и Ян Ангус, Нью-Йорк: Харкорт Брейс Йованович, 1968, стр. 6.) «Фактически, большинство из нас использует только около 10 процентов нашего мозга, если это. « — Ури Геллер (в Mindpower Kit Ури Геллера , новинка Йорк: Penguin Books, 1996.) |
Авторские права © 1996-2020, Эрик Х. Чудлер. Все права. Зарезервированный.
Вы не можете использовать 100% своего мозга — и это хорошо
Ключевые моменты:
- Популярное утверждение о том, что люди используют только 10 процентов своего мозга, далеко не верно, но это не значит, что мы также используем 100 процентов из них.
- Исследования на животных показали, что более 20 процентов изученных нейронов не служат никакой идентифицируемой цели.
- Некоторые исследователи подсчитали, что более 60 процентов мозга состоит из «нейронной темной материи» или нейронов, которые не имеют очевидного назначения и кажутся невосприимчивыми к обычным раздражителям.
Животная жизнь на Земле насчитывает миллионы лет, но большинство видов используют только 3-5 процентов своей мозговой способности.
— Профессор Норман (Морган Фриман) в фильме 2014 года Люси
Фильм « Люси » известен — или, возможно, печально известен — продвижением идеи о том, что мы, люди, используем только небольшую часть нашей мозговой ткани.Благодаря целому ряду научно-фантастических изобретений главная героиня фильма, которую играет Скарлетт Йоханссон, может радикально увеличить использование своего мозга с того, что, как он утверждает, является типичным значением ниже 10 процентов, в конечном итоге до 100 процентов.
«Миф о 10 процентах мозга», как его называют, имеет долгую историю. И Люси, Режиссер Люк Бессон открыто заявляет, что его фильм — это фантастика, основанная почти на каких-либо научных данных.
Источник: Brecht Bug / Flickr
Фильм, безусловно, доказывает, что расширение активности за пределы естественного уровня, не говоря уже о 100-процентном изучении мозга, имеет серьезные недостатки, в том числе то, что он изображает как все более безжалостное поведение со стороны персонажа Йоханссон.Как мы увидим, есть веские нейробиологические причины придерживаться нашего естественного распределения активности — и, возможно, стремиться к меньшему.
Тем не менее, многие серьезные писатели использовали фильм как фольгу, чтобы развенчать 10-процентный миф. Они объясняют, что нет, на самом деле мы задействуем почти весь мозг, и делаем это постоянно. В Scientific American цитируется выдающийся невролог из Медицинской школы Джонса Хопкинса:
«Мы используем практически каждую часть мозга… [Большая часть] мозга активна почти все время.”
На самом деле это утверждение также неверно: я назову его стопроцентным мифом. Фактически, цифра 10 процентов является полезной точкой отсчета для понимания того, как работает ваш мозг, и для концептуализации реальных паттернов активности, происходящей в вашей голове.
Источник: Apple
Теперь, вероятно, правда, что со временем мы используем более 10 процентов нейронов в нашей голове. Однако общая сумма, вероятно, намного меньше 100 процентов. «Вероятность» здесь связана с тем фактом, что очень трудно с высоким разрешением измерить активность множества нейронов бодрствующего животного.Даже с животных, не относящихся к человеку, таких как мыши, трудно записывать, а у людей точная запись практически невозможна.
До недавнего времени только горстка, несколько десятков или, реже, несколько сотен или тысяч нейронов могли быть измерены одновременно с точностью. Однако нейробиологи добились значительных успехов.
В 2020 году большая команда под руководством Саскии де Врис из Института исследований мозга Аллена опубликовала блокбастер, в котором были сделаны точные оценки крупномасштабных паттернов нейронной активности в мозге мыши.Они измерили активность во многих областях коры головного мозга, отвечающих за зрение, и смогли детально зарегистрировать активность поразительных 60000 нейронов. По их записи, животные могли свободно бегать по вращающемуся диску. Животным демонстрировали множество естественных изображений и видеороликов, придавая мышке сильное подобие нормальной активной жизни.
Стоит немного подробнее рассказать о методах этого исследования, потому что они помогают пролить свет на вводящий в заблуждение аргумент в поддержку стопроцентного мифа.
Вы можете подумать, что в мозгу, состоящем из сотен миллионов или миллиардов нейронов, 60 000 — это еще не большая выборка. У мышей он составляет менее 0,1 процента мозга, а мыши, очевидно, намного меньше и менее сложны, чем мы.
Почему бы вместо этого не использовать томографию мозга? Это дает нам привлекательные цветные изображения «загорающегося» целого мозга — и это может быть сделано у людей.
Проблема в том, что методы визуализации мозга, такие как фМРТ, не обладают необходимой точностью.Они суммируют активность большого количества нейронов за сравнительно длительные промежутки времени.
В типичном эксперименте фМРТ каждая точка данных, описывающая «активность», соответствует нейронным откликам в кубе со стороной около 1 миллиметра. Каждый из тысяч кубиков, составляющих мозг, содержит сотни тысяч или миллионы нейронов. Возбуждение этих нейронов размывается вместе внутри каждого куба и часто еще больше размывается за счет объединения кубов, составляющих анатомическую область мозга, такую как миндалевидное тело.
Пики также суммируются в течение секунды или около того. Это может показаться коротким периодом, но нейроны работают намного быстрее: в миллисекундном масштабе. Это означает, что они могут стрелять сотни раз в практически бесконечном разнообразии шаблонов, и все эти детали невидимы для сканера мозга.
Источник: Zhang et al./PLoS One 0108807
Тем не менее, данные изображений часто используются как доказательство стопроцентного мифа: «Смотрите!» утверждается, что «почти каждый маленький кубик активен, и весь мозг« загорается »!» Здесь мы снова приводим ошибочный аргумент.
Реальность такова, что изменение активности данного вокселя — когда он «загорается» — довольно мало: оно соответствует изменению сигнала изображения максимум на несколько процентов. «Загорание» может быть вызвано высокой активностью относительно небольшого числа нейронов внутри данного вокселя. Эта ситуация может в определенный момент оставить в покое многие, если не большинство нейронов, и, следовательно, привести к их активности намного ниже 100%. Вы также не можете сказать, есть ли нейроны, которые никогда не срабатывают.
При гораздо более мелкомасштабном разрешении, достигнутом командой де Фриза, которая использовала передовые инвазивные методы визуализации, требующие хирургического вмешательства в ткани мозга, мы можем видеть, что происходит на самом деле.Они обнаружили, что почти четверть — 23 процента — нейронов зрительного мозга не реагировали на какие-либо зрительные стимулы. «Стимулы» включали в себя разнообразный ассортимент естественных сцен со всего мира, а также фильмы о природе, в том числе клипы из классического фильма Орсона Уэллса «« Прикосновение зла » 1958 года. Они также попробовали множество искусственных изображений чередующихся пятен и полос. Все это было бесполезно для 23% — в этих нейронах время от времени возникали всплески, но не систематическим образом.Их не заботили движение, яркость, контраст или что-то еще. Если 23 процента наших собственных зрительных нейронов не имеют определенной цели, можем ли мы действительно сказать, что мы их «используем»?
Возможно, эти тихие нейроны отреагировали бы на какую-то особую картинку или фильм, который им не показывали. И несмотря на то, что они номинально являются «визуальными» нейронами, некоторые из них могут реагировать на другие типы стимулов, такие как сильный запах, характерный для мыши, или громкий звук. Но насколько мы можем судить, почти четверть нейронов в этой критически важной системе мозга почти ничего не делают, если вообще что-то делают.
Этот паттерн никоим образом не ограничивается зрительным мозгом. Небольшое, но все же впечатляющее исследование зарегистрировало нейроны в части коры головного мозга, ответственной за слух у крыс. Было обнаружено, что только около 10 процентов нейронов реагировали на звуковые раздражители. Опять же, другие нейроны могут реагировать на какой-то странный звук, которого не было, или на свет, падающий в глаза, прикосновение к коже или что-то еще.
Но количество невосприимчивых нейронов предполагает, что значительная часть нейронов в основном находится в спокойном состоянии.Нейробиологи знали об этой проблеме давно, но до недавнего времени стандартной практикой было не исследовать или, во многих случаях, упоминать «невосприимчивые» нейроны в исследованиях записи.
Другие сделали очень высокие оценки количества тихих или тихих нейронов. Нейробиолог Саак Овсепян использовал предыдущие отчеты, чтобы оценить, что доля того, что стало называться «нейронной темной материей», может составлять от 60 до 90 процентов. Верхний предел этой оценки хорошо согласуется с 10-процентным понятием, исследованным в Lucy .
Почему в мозгу так много бесполезных нейронов? Разве это не расточительно? Эволюционные биологи придумали объяснение феномена нейронной темной материи на дарвиновских основаниях. Идея состоит в том, что на протяжении поколений нейроны, которые никогда не реагируют, больше не подвергаются селективным силам, которые в противном случае наказывали бы владельцев лишних нейронов. Следуя этой логике, от темных нейронов нельзя избавляться. Темные нейроны могут быть задействованы, если мозг поврежден. Они также могут пригодиться в процессе эволюции, когда виды попадают в новые среды обитания или сталкиваются с новыми проблемами.
Следует подчеркнуть, что даже очень высокая оценка количества темной материи не предполагает, что тихие нейроны сгруппированы вместе, представляя собой большие фрагменты terra incognita в вашей голове. Вместо этого они перемежаются «яркими» или громкими нейронами по всей коре головного мозга и в других частях мозга.
Независимо от того, как они распределены, в нашем мозгу определенно есть нечто большее, чем немного темной материи. Я думаю, что, учитывая метаболические затраты на построение и управление мозгом — особенно такого размера, — наш мозг не мог бы существовать, поскольку более половины его нейронов никогда не были бы активными.В конце концов, исследование де Фриза показало, что 77 процентов измеренных ими зрительных нейронов выполняли что-то , что кажется полезным.
Однако эти нейроны не отвечали все время или даже почти все время. Их ответы были вместо разреженных . Во второй части этого поста я рассмотрю идею разреженности и ее значение для вопроса о том, какую часть нашего мозга мы используем.