На сколько процентов работает мозг человека википедия: Недопустимое название | Магическая Битва вики

Сколько кадров в секунду воспринимает человеческий мозг — Gamedev на DTF

Учёные рассуждают об одном из главных предметов споров среди геймеров.

109 120 просмотров

Редактор PC Gamer Алекс Уилтшир (Alex Wiltshire) поговорил с нейробиологами и психологами, чтобы выяснить, сколько кадров в секунду в играх нужно человеческому глазу и мозгу. Ответ на вопрос оказался непростым.

Многие геймеры знают, что в играх важно не только количество кадров, но и стабильность их поступления: например, ровные 30 кадров могут восприниматься намного приятнее, чем «болтание» в промежутке от 40 до 50.

Это связано с тем, что просадки в некоторых сценах воспринимаются как те самые пресловутые «тормоза» (мозг ожидает увидеть определённое движение с той же плавностью, что и остальные, но компьютер не успевает обработать картинку с нужной скоростью).

Поэтому иногда разработчики, уделившие недостаточно внимания оптимизации, выпускают игру с ограничением в 30 кадров даже на ПК, что обычно вызывает заметное возмущение среди геймеров.

А для консольных игр без многопользовательского режима 30 кадров вообще являются стандартом.

Однако в своём исследовании Уилтшир затронул только стабильную частоту кадров и не касался вопроса вертикальной синхронизации и других параметров компьютера, влияющих на восприятие картинки.

Глаза и мозг работают в тандеме

Споры о том, сколько человеческий глаз может воспринимать кадров в секунду, ведутся давно во многом потому, что на этот вопрос нет однозначного ответа.

Как отмечает Уилтшир, человек не считывает реальность как компьютер, а визуальное восприятие целиком строится на совместной работе глаз и мозга. Поэтому, например, люди по-разному видят движение и свет, а периферийное зрение лучше справляется с некоторыми аспектами картинки, чем основное — и наоборот.

Время, за которое человек воспринимает визуальную информацию, суммируется из времени, за которое свет попадает в глаза, времени передачи полученной информации в мозг и времени её обработки.

По словам профессора психологии Джордана Делонга (Jordan DeLong), обрабатывая визуальные сигналы, мозг постоянно занимается калибровкой, высчитывая средние показатели с тысяч и тысяч нейронов, поэтому вся система более точна, чем её отдельные составляющие.

Как отмечает исследователь Эдриен Чопин (Adrien Chopin), скорость света едва ли можно изменить, а вот часть визуального восприятия, проходящую в мозгу ускорить вполне реально.

Игры — едва ли не единственный способ заметно улучшить основные показатели вашего зрения: чувствительность к контрасту, внимание и способность отслеживать движение множества объектов одновременно.

Эдриен Чопин, исследователь когнитивных функций мозга

Как отмечает Уилтшир, именно геймеры, которые чаще всего пекутся о высокой частоте кадров, способны воспринимать визуальную информацию быстрее любых других людей.

Отличия в восприятии движения и света

Если лампочка работает на частоте в 50 или 60 Гц, большинству людей освещение кажется постоянным, однако есть те, кто в таком случае замечает мерцание. Этого эффекта также можно добиться, если крутить головой смотря на LED-фары автомобиля.

В то же время некоторые пилоты истребителей во время тестов могли видеть изображения, которые появлялись на дисплее на 1/250 долю секунды.

Однако оба эти примера не говорят о том, как человеческий глаз воспринимает игры, где главным параметром является движение.

Как отмечает профессор Томас Бьюзи (Thomas Busey), на высоких скоростях (задержка меньше 100 миллисекунд) начинает действовать так называемый закон Блоха. Человеческий глаз не способен отличить яркую вспышку, которая длилась наносекунду, от менее яркой протяжённостью в десятую долю секунды. По схожему же принципу работает фотокамера, которая на большой выдержке может впустить в себя больше света.

Тем не менее закон Блоха не значит, что ограничение в восприятии для человека останавливается на 100 миллисекундах. В некоторых случаях люди различают артефакты в изображении при 500 кадрах в секунду (задержка в 2 миллисекунды).

Как отмечает профессор Джордан Делонг, восприятие движения во многом зависит и от того, в каком положении человек находится. Если он сидит на месте и следит за объектом, то это одна ситуация, а если сам куда-то идёт, то совершенно другая.

Это связано с отличиями между основным и периферийным зрением, которые достались людям от их первобытных предков. Когда человек смотрит прямо на объект, он различает мельчайшие детали, однако его зрение плохо справляется с быстро движущимися предметами. Периферийное зрение, напротив, страдает недостатком деталей, но действует намного быстрее.

Именно с этой проблемой столкнулись разработчики шлемов виртуальной реальности. Если 60 и даже 30 Гц вполне хватает для монитора, на который человек смотрит прямо, то для того, чтобы зритель нормально чувствовал себя в VR, частоту кадров необходимо повысить до 90 Гц. Всё потому, что шлем даёт картинку и для периферийного зрения.

По словам профессора Бьюзи, если пользователь играет в шутер от первого лица, то повышенная частота кадров по большей части позволяет ему лучше воспринимать движение крупных объектов, нежели мелкие детали.

Это связано с тем, что во время игры геймер не стоит на одном месте, выжидая врагов, а двигается в виртуальном пространстве с помощью мышки и клавиатуры, также меняя и своё положение относительно противников, которые могут появляться в разных частях монитора.

Сколько вешать в кадрах

Мнения о том, сколько человеку нужно кадров в секунду, у учёных разошлись. Профессор Бьюзи считает, что для комфорта стоит проходить как минимум отметку в 60 Гц, однако он не знает, будет ли разница для некоторых людей между 120 и 180 кадрами в секунду.

Психолог Делонг считает, что частота выше 200 кадров будет восприниматься любым зрителем как реальная жизнь, однако он убеждён, что после 90 кадров разница для большинства людей становится минимальной.

Исследователь Эдриен Чопин смотрит на ситуацию иначе. Да, чем больше кадров, тем лучше, однако человеческий мозг перестаёт получать полезную новую информацию о картинке при частоте выше 20 Гц. По словам учёного, для того, чтобы зафиксировать небольшой объект, мозгу нужно ещё меньше.

Когда вы хотите произвести визуальный поиск, проследить за несколькими объектами или выяснить направление движения, ваш мозг захватит примерно 13 кадров в секунду из общего потока. Для этого он вычисляет некое среднее значение из ряда соседних кадров, составляя из них один.

Эдриен Чопин, исследователь

Чопин убеждён, что для передачи информации нет смысла идти выше 24 кадров в секунду, принятых в кино. Тем не менее он понимает, что люди видят разницу между 20 и 60 герцами.

Если вы видите разницу, это не значит, что вы станете лучше играть. После 24 Гц ничего уже не будет существенно меняться, хотя у вас и может возникнуть обратное чувство.

Эдриен Чопин, исследователь

#наука #технологии #long

Почти в десятке В российской «Википедии» появилась стотысячная статья: Интернет и СМИ: Lenta.ru

Российский сегмент проекта Wikipedia.org празднует юбилей — 16 августа, в 15 часов 48 минут некто Fireman создал статью «Амальрик, Леонид Алексеевич», ставшую стотысячной. Таким образом, русскоязычная версия самой крупной на сегодняшний день интернет-энциклопедии заняла почетное 11 место по числу статей.

Составители энциклопедии ждали пересечения отметки в 100 тысяч почти три недели — именно столько времени готовился и переделывался пресс-релиз. Из документа можно узнать, что нынешнее количество статей в русской «Википедии» превышает аналогичный показатель БСЭ (более 95 тысяч статей), Encyclopaеdia Britannica (65 тысяч) и подбирается к знаменитому словарю «Брокгауза» с его 121 тысячей.

Среди пользователей энциклопедии существует поверье, что при пересечении заветной отметки в 100 тысяч статей на главной странице проекта появится крупная ссылка на соответствующий национальный раздел (сейчас этой чести удостоены английская «Википедия», а также японский, французский, итальянский, португальский, немецкий, польский, голландский, шведский и испанский разделы).

Однако даже на следующий день после юбилея ссылка на русскую «вики» осталась в унылой категории «10000+». В этой, а также в категориях «1000+» и «100+» российская «Википедия» провела два года. Проект быстро растет — число статей за последний год выросло в четыре раза. В настоящее время раздел ежесуточно пополняется 150—200 новыми статьями.

Дивный новый веб-проект

Проект Wikipedia начал свое существование благодаря стараниям Ларри Сангера (Larry Sanger) и Джимми Уэйлза (Jimmy Wales) в январе 2001 года. Изначально “Википедия” задумывалась как дополнение к проекту Nupedia, в котором планировалось размещать статьи, написанные профессионалами. Однако процесс наполнения энциклопедии продвигался крайне медленно (за три года существования Nupedia было опубликовано всего 24 статьи), и он прекратил свое существование. Так из вспомогательного ресурса Wikipedia стала самостоятельной энциклопедией. Сами авторы проекта позиционируют “Википедию” как “бесплатную энциклопедию, которую могут дополнять все”.

По состоянию на август 2006 года, “Википедия” состоит из более чем 4,9 миллиона статей, написанных на 229 языках. Подавляющее большинство энциклопедического материала опубликовано на английском языке (около 1,3 миллиона статей). Бесплатной онлайн-энциклопедии удалось стать наиболее популярным энциклопедическим ресурсом в Интернете и войти в список 20 самых посещаемых сайтов.

Русский раздел «Википедии» открылся в ноябре 2002 года.

Википедист

Lenta.Ru позвонила первому «бюрократу» (так называются пользователи Wikipedia, имеющие более чем широкие права) российского сегмента «Википедии», Владимиру Медейко, более известному как Dr_Bug. Число правок, внесенных Медейко в статьи интернет-энциклопедии, измеряется тысячами.

Lenta.Ru: Что вы чувствуете в день юбилея? Вы рады? Расскажите о вашем отношении к «Википедии», пожалуйста.

Медейко: Конечно, я рад. Проект начинался в совершенно неприглядном виде. На главной странице было написано, что Россия — родина слонов. Я пытался перевести и привести в порядок то, что там было. Я надеюсь, что года через два российская «Википедия» по объему догонит английскую.

Lenta.Ru: В пресс-релизе вы сравниваете число статей с лучшими энциклопедиями планеты — БСЭ, Britannica… Как, по вашему мнению, соотносится качество российской «Википедии» с качеством этих энциклопедий?

Медейко: Качество очень неравномерное. Проблема заключается в том, что человек не может заранее сказать, когда начинает читать статью, хорошее будет качество или плохое. Процента три статей русской «Википедии» по своему уровню точно превосходят БСЭ. Более 90 процентов гораздо хуже. (стоит отметить, что соответствующее исследование в англоязычной версии интернет-энциклопедии обнаружило, что Wikipedia сравнима с Encyclopaedia Britannica по качеству — прим. Lenta.Ru)

Lenta.Ru: Слабым местом «Википедии» принято считать отсутствие гарантий точности и достоверности. Существуют ли способы повышения качества материала, которые, например, используют американцы, но пока из-за малых объемов не использовала российская команда?

Медейко: Контроль зависит от числа контролеров. Разница между российской и американской «Википедиями» состоит в первую очередь в числе контролеров. В американской версии лучше работает закон больших чисел, а в нашей большая дисперсия. Кроме того, уже давно обсуждается система пометок, которые могли бы указывать, насколько можно доверять той или иной статье.

Lenta.Ru: В «Википедии» есть страничка «Чем не является «Википедия». Там, в частности, говорится, что «Википедия» — не словарь, не бумажная энциклопедия и не трибуна. Тем самым неявно вводится понятие онлайн-энциклопедии. Могли бы вы дать явное определение? И еще — как по-вашему, вытеснит ли такой новый формат старые?

Медейко: На мой взгляд, интернет-энциклопедия в первую очередь отличается от обычной тем, что она не ограничена ни по числу статей, ни по их объему. В бумажных энциклопедиях статьи короче, что заставляет более тщательно отбирать ценную информацию. Что касается вытеснения, то все равно весь мир рано или поздно будет онлайновым.

Lenta. Ru: Что нужно, чтобы сделать «Википедию» лучше? Что бы вы хотели в ней видеть?

Медейко: Нужно больше участников. Например, мне нужно упорядочить существующие правила, причем даже не юридические. А просто сократить объем ненужных споров.

Несмотря на то, что Wikipedia, несомненно, является перспективным проектом, основанным на новой концепции, многие пользователи относятся к ней настороженно. Опасения вызывает как нетерпимость основных авторов к правкам со стороны, так и качество многих текстов. Со своей стороны модераторы Wikipedia прилагают массу усилий к тому, чтобы оградить изначально открытый проект от того, что они считают вандализмом.

Сторонник

Ленте.ру удалось связаться с одним из наиболее известных и активных составителей русскоязычной Wikipedia — Mithgol the Webmaster. Судя по статистике, он внес в «Википедию» более 3500 правок, отредактировав свыше 1000 страниц. В среднем он вносит в интернет-энциклопедию по 10-11 поправок в день.

Кроме того, администрация «Википедии» даже наградила Mithgol’а знаком почета «Почетный корректор» за внимание к типографической корректности переносов строк (большинство участников игнорируют этот аспект, оказывающий пусть незаметное, но полезное влияние на читаемость статей).

В реальной жизни Mithgol’а зовут Сергей Соколов, он живет в Геленджике. Кроме того, он — один из самых упорных борцов с вандализмом в «Википедии». Его борьба с вандалами и хулиганами не ограничивается интернет-энциклопедией и часто принимает довольно радикальные формы. Он знаменит в сетевом сообществе в частности тем, что заблокировал в своем дневнике 5000 пользователей LiveJournal.com за нецензурные выражения и дружбу с «неблагонадежными», с его точки зрения, блоггерами.

По иронии судьбы, недавно самому борцу с вандалами Соколову был закрыт доступ к редактированию существующих и добавлению новых статей в «Википедию». Конфликт произошел после, пожалуй, самого громкого «википедийного» скандала с участием Соколова, когда в конце июня 2006 года Mithgol загрузил в статью «майонезная банка» фото «майонезной банки, полной мочою чуть более, чем наполовину».

Это вызвало немалый резонанс среди «википедистов», которые посчитали такую иллюстрацию неподходящей. Сам Соколов в итоге был заблокирован. Правда, не за «баночку», а за «разглашение личных сведений 4-х участников проекта». В данный момент учетную запись Соколова разблокировали, и он снова может участвовать в создании «Википедии».

К сожалению, наше общение было недолгим. Сергей заявил, что считает просьбу об интервью розыгрышем, и повесил трубку, послав корреспондента Ленты.ру «к лешему».

Возмутитель спокойствия

Оправившись от отказа Mithgol’а, мы решили выслушать критиков проекта, в частности, Dj_shoo, в реальной жизни — Александр Шушпанов, 23 года, IT-инженер. Его правки, в том числе просто стилистические, неоднократно отвергались сообществом модераторов. После затяжных боев за словарную статью «Геленджик» (одним из основных соавторов которой являлся Mithgol), Александр решил проверить чувство юмора составителей.

Совместно с человеком, известным как prool, он написал в русскую Wikipedia статью «Виртустан». Статья шутливо описывала виртуальное одноименное государство и наделала много шуму. Многие, в том числе Mithgol, призывали удалить ее.

Тогда Dj_shoo решился на провокацию. Он заявил сообществу, что в течение трех месяцев перетасовывал даты, числа, факты и персоналии в различных статьях «Википедии». Позже он признается, что на самом деле ничего не менял. По свидетельству Александра, провокация удалась и помогла модераторам исправить множество реальных ошибок и неверных цифр.

Последовало обсуждение — гораздо более активное, чем про Виртустан. Позже Шушпанов расскажет, что модераторы угрожали ему физической расправой, обещали вчинить иск, а также начали собирать на него досье.

Скандалы, вызванные случаями массового вандализма, потрясли российский сегмент «Википедии». Одним из самых известных случаев стало планомерное издевательство над Виктором Цоем, статья о котором многократно подвергалась переделкам. После очередной правки, когда шутники изменили причину смерти музыканта на асфиксию при поедании мацы, заметка была закрыта для редактирования.

На юбилей проекта мы задали Александру несколько вопросов.

Lenta.Ru: Расскажите о вашем отношении к «Википедии»

Шушпанов: «Википедия» — это очень хороший проект, как бы странно это ни звучало из моих уст. Идея базы данных мировых знаний — это очень хорошая идея. «Википедия» может пригодиться всем — от студента до журналиста. Но, к сожалению, мы наблюдаем рост недоверия к «Википедии» — то студентам ее использовать запретят, то электронное СМИ погорит на недостоверности приведенной информации. Что касается серьезных статей, в которых много цифр, данных, диаграмм — так их попросту после всех этих случаев страшно использовать. Все это — издержки открытости «Википедии». Статьи пишут совершенно разные люди. У меня даже развлечение было — смотреть статьи на политическую тематику, и угадывать политическую принадлежность автора. Причем в русском сегменте «Википедии» это особенно остро видно. Английский сегмент как-то поспокойнее.

Lenta.Ru: Что такое «Виртустан»? Действительно ли он не существует?

Шушпанов: Официальный документ о Виртустане начинается со слов «Что такое Виртустан, не знает никто, даже его создатели». Это, конечно, шутка, Виртустан — это вполне понятное явление, которое даже несколько раз освещалось в онлайн-прессе. Виртустан — виртуальное королевство, с королем, гражданами (их сейчас порядка 50), государственной символикой, несколькими несложными законами и так далее. К Виртустану можно свободно присоединиться, приняв присягу, которая ни к чему конкретно не обязывает. Участие в делах Виртустана крайне желательно, но не обязательно. Вот такой вот легкий нонконформизм. На что больше похож Виртустан — трудно сказать: группа это, кружок, клуб единомышленников, ролевая игра, или просто виртуальное сообщество. Нельзя сказать, что у Виртустана есть цели. Он просто есть. К слову сказать, когда статью о Виртустане с шумом и скандалом вычищали из Википедии, было сказано, что он — заурядное явление, что таких «государств» можно наклепать на коленке сотню. Однако никто так и не наклепал.

Lenta.Ru: Как по-вашему, может ли «Википедия» быть хорошей идеей, если у нее были бы хорошие модераторы?

Шушпанов: Да, может. Потому что она изначально хорошая — у нее благая цель, о которой я говорил выше. Образование, формирование базы данных, ну, и так далее. Ее портят люди, вернее, их отношение к проекту. Очень многие считают, что могут писать грамотные, связные тексты, но при этом из-под их пера выходят топорнейшие статьи, переполненные штампами, мусорной лексикой, канцеляритом и прочими словарными болезнями. Казалось бы, ничего страшного — в «Википедии» есть авторы, а есть редакторы, то есть, подразумевается, что все ошибки будут исправлены. Ну, в английской «Википедии», оно, может и так — сам видел, как в нескольких абзацах, написанных мной, исправлялись ошибки в построении предложений. А в русской — нет. Автор будет до посинения откатывать правки к исходным, и с пеной у рта доказывать, что его стиль единственно верен. Далее — некоторые считают, что «Википедия» — это способ прославиться. Знаю одного геленджикского вебмастера, который старательно сует в статью об этом городе свою фотографию, с мотивацией (внимание!) «потому что других фотографий просто нет». Ну, и то, о чем я уже говорил — если, скажем, про арабо-израильский конфликт будут писать араб и еврей, то у них получатся диаметрально противоположные точки зрения, не так ли? Энциклопедист должен быть холоден и беспристрастен, но у наших этого почему-то не получается. Модератор должен быть объективным. Ему полномочия не должны сдавливать мозг, не должно наблюдаться «синдрома вахтера» — это когда минорная должность возвышает собственное мнение по какому-то конкретному вопросу до истины в последней инстанции.

Справедливости ради надо сказать, что про «Виртустан» мы спросили и Владимира Медейко. Вот что он сказал:

«Лично я против здоровой толики юмора ничего не имею. Если такие статьи не идут подряд, если они будут соответствующим образом отмечены и категоризированы, то почему бы и нет?»

Блоггер

Lenta.Ru: Здравствуйте. Представьтесь, пожалуйста, для наших читателей

Арсений Федоров: Здравствуйте, меня зовут Арсений Федоров, мне 34 года и я провинциальный алкоголик. Веду блог http://apazhe.net.

Lenta.Ru: Как вы относитесь к «Википедии»?

Арсений Федоров: «Википедия» — энциклопедия, которую пишут дилетанты и гики. Это превращает ее в отвратительную cмесь борхесовской Библиотеки Вавилона с борхесовской же Вавилонской Лотереей.

Lenta.Ru: Как по-вашему, может ли «Википедия» быть хорошей идеей, если у нее были бы хорошие модераторы? Если да, то каким должен быть такой модератор. другими словами — кого допускать к созданию онлайновой энциклопедии?

Арсений Федоров: Хороший модератор должен обладать следующими качествами (вне
зависимости от того, что он модерирует):

1. Глубокое понимание целей, преследуемых модерируемым ресурсом.
   
2. Терпимость и снисходительность.
   
3. Здравый смысл.
   
4. Самоирония.
   
5. Довольство своей собственной жизнью.
   
6. Умение мириться с собственной ограниченностью, неизбежной для любого человека.
   
7. Уверенность в себе.
   

Увы, человек, обладающий вышеперечисленными качествами, бесплатно работать скорее всего не будет. А модерирование — работа, и работа тяжелая.

Потому в различных обсуждениях на Википедии видишь в основном людей, яростно расчесывающих какие-то свои амбиции, сутяжничающих по поводу и без, стремящихся во что бы то ни стало отстоять именно свою точку зрения даже тогда, когда её ошибочность стала полностью очевидной.

То же самое касается и авторов. Любимый довод википедистов — «если видишь ошибку в статье, возьми да поправь!» является не более чем декларацией. В реальности на то, будут приняты правки или нет, влияет почти исключительно авторитет автора внутри сообщества Википедии, но никак не качество правок.

Так например, если я сделаю правки в какой либо статье о блогах или блоговой субкультуре — правки эти будут откачены сразу, как только модераторы их увидят. Ну, не любят меня википедисты, не любят.

Помню также несколько крошечных скандальчиков, когда администраторы «Википедии» удаляли статьи на том основании, что «это никому не нужно». Единолично решая вопрос, скажем, о том — быть ли в энциклопедии статье
о небольшой рок-группе, которую не показывали по телевизору.

К моему глубокому сожалению в рамках блиц-интервью трудно полностью охватить проблему Википедии. Концепция «народной энциклопедии» давно заслуживает отдельной, большой и хорошей разгромной статьи. Но, к сожалению, критиковать Википедию сейчас не модно.

Энциклопедист

Под конец мы решили узнать мнение людей, профессионально занимавшихся составлением энциклопедий. Вот что рассказала одна из них, попросив не называть ее имени (участвовала в энциклопедических проектах «Британники», «Дорлинг Киндерсли» и тематических энциклопедических словарях для юношества издательства «Педагогика»):

Lenta.Ru: Пожалуйста, дайте оценку качества российской «Википедии».

Ответ: Я могу говорить только за гуманитарную секцию (в силу профессиональных интересов). Так, огромное большинство статей по истории и смежным дисциплинам являются дословным цитированием словарных статей из «Брокгауза и Ефрона», Большой советской энциклопедии и других справочных изданий. Это плохо: во-первых, метод копи-пейста не украшает никого и ничего, во-вторых, наука плохо ли, хорошо ли, но сдвинулась с места за последние сто лет.

Lenta.Ru: Как по-вашему, исправима ли эта ситуация?

Ответ: Исправима эта ситауция исключительно усилиями энтузиастов, которым не лень будет написать самостоятельно короткие и ясные тексты, не рассчитывая на благодарность аудитории.

Закончить статью хочется словами Медейко, попросившего присоединяться к проекту, которому всегда не хватает обширных знаний. Тем более, что первым пунктом в планах Dr_Bug’а стоят ликвидация репрессивного духа и формирование атмосферы дружелюбия.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Функциональные области коры головного мозга.

Мозг — это часть тела, которая позволяет животным и людям думать и выполнять телесные функции, например сообщать остальному телу, что делать. Он получает информацию от органов чувств и меняет поведение в ответ на эту информацию.

У людей мозг также контролирует использование нами языка и способен к абстрактному мышлению. ^[1] Мозг является главным центром управления всем телом. ^[2] Мозг состоит из особых клеток, называемых нервами, которые связаны друг с другом и с другими нервами в нашем теле. У всех животных мозг так или иначе защищен. У нас и у всех позвоночных она защищена костями черепа. У дятлов мозг защищен языком, который обвивает мозг.

Мозг думает, учится и чувствует за тело. Для человека это источник сознания. ^[3] Мозг также контролирует основные автономные действия тела, такие как дыхание, пищеварение, сердцебиение, которые происходят автоматически. Эти действия и многое другое управляются бессознательными функциями мозга и нервной системы. Вся информация о мире, собранная нашими органами чувств, передается по нервам в мозг, что позволяет нам видеть, слышать, обонять, пробовать на вкус и чувствовать вещи. Мозг обрабатывает эту информацию, и мы воспринимаем ее в виде картинок, звуков и так далее.

Мозг также использует нервы, чтобы сообщать телу, что делать, например, приказывая мышцам двигаться или нашему сердцу биться быстрее.

В целом это так, но некоторая активность вызывается непосредственно спинным мозгом, например, рефлекторные действия не затрагивают головной мозг. У низших животных многое делается без участия их мозга.

У всех позвоночных есть мозг, и со временем их мозг усложнился. ^[4] Однако некоторые простые животные, например губки, не имеют ничего похожего на мозг. Сегментарные беспозвоночные имеют ганглии в каждом сегменте и кольцо нервной ткани вокруг пищеварительного канала спереди. Это приводит к тому, что сенсорные данные, поступающие спереди, вступают в игру с движением тела.

У млекопитающих мозг состоит из трех основных частей: большого мозга, мозжечка и ствола мозга. Поверхность головного мозга представляет собой кору головного мозга, которая есть у всех позвоночных. У млекопитающих также есть дополнительный слой — неокортекс. Это ключ к поведению, типичному для млекопитающих, особенно для человека. ^[5]

Кора головного мозга[изменить | изменить источник]

Кора имеет сенсорную, моторную и ассоциативную области. Сенсорные области – это области, которые получают и обрабатывают информацию от органов чувств. Моторные зоны контролируют произвольные движения, особенно мелкие движения, выполняемые рукой. Правая половина двигательной зоны контролирует левую сторону тела, и наоборот. Области ассоциации создают осмысленное восприятие мира и поддерживают абстрактное мышление и язык. Это позволяет нам эффективно взаимодействовать. Большинство связей идет от одной области коры к другой, а не к подкорковым областям; Цифра может достигать 99%. ^[6]

Мозжечок[изменить | изменить источник]

Мозжечок координирует работу мышц, поэтому они работают вместе. ^[7] Это также центр сохранения положения и равновесия, а также двигательных навыков. Это одна из самых древних частей мозга, расположенная сзади под корой головного мозга.

Таламус[изменить | изменить источник]

Таламус собирает информацию от большинства органов чувств. Это место в мозгу создает «картину» внешнего мира, которую мы имеем. Таламус расположен в центре под корой головного мозга.

Ствол мозга[изменить | изменить источник]

Ствол мозга находится в задней части мозга (фактически под ним у людей). Он соединяет остальную часть головного мозга со спинным мозгом. У него много различных частей, которые контролируют различные функции в организме: например, ствол мозга контролирует дыхание, сердцебиение, чихание, моргание и глотание. Температура тела и чувство голода также контролируются частями ствола головного мозга.

Объем человеческого мозга (по отношению к размеру всего тела) очень велик по сравнению с мозгом большинства других животных. Человеческий мозг также имеет очень большую поверхность (называемую корой) для своего размера, что возможно, потому что он очень морщинистый. Если бы кора головного мозга человека была сплющена, ее площадь была бы близка к квадратному метру. У некоторых других животных также очень морщинистый мозг, например, у дельфинов и слонов. Вот эмпирическое правило: чем крупнее животное, тем больше у него мозг. ^{[1] p15} Даже с учетом этого человеческий мозг, и особенно неокортекс, очень велик. Мы знаем, что за последние несколько миллионов лет эволюции он увеличился в размерах в четыре раза. ^{[1] p79} Есть предположения, почему это произошло, но никто не уверен. Большинство теорий предполагают сложную социальную деятельность, а эволюция языка сделала бы более крупный мозг более выгодным. ^{[1] p80 [8]} В качестве дополнительного примечания: мозг Эйнштейна весил всего 1230 граммов, что меньше, чем мозг среднего взрослого мужчины (около 1400 граммов). ^[9] Детальная организация мозга, очевидно, имеет значение, но способами, которые в настоящее время не поняты.

Количество ячеек[изменить | изменить источник]

Человеческий мозг составляет около 2% веса тела, но он использует около 20% своей энергии. Он имеет около 50–100 миллиардов нервных клеток (также называемых нейронами) и примерно такое же количество опорных клеток, называемых глией . Работа нейронов состоит в том, чтобы получать и отправлять информацию в остальные части тела и из них, в то время как глия обеспечивает питательные вещества и направляет кровоток к нейронам, позволяя им выполнять свою работу. Каждая нервная клетка контактирует с 10 000 других нервных клеток через соединения, называемые синапсами.

Нейронная сигнализация в человеческом мозгу. Небольшие электрические заряды переходят от одного нейрона к другому

• Спинной мозг
• Мозг позвоночных
• Human Connectome Project

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3} Calvin, William H. [1996] 1998. 9 0067 Как мыслит мозг: развитие интеллекта тогда и сейчас . Феникс, Лондон. ISBN 0-75380-200-7
2. ↑ Энциклопедия открытий: наука . Уэлдон Оуэн, 2001, стр. 30–31. ISBN 1740893298
3. ↑ Мы точно не знаем, есть ли у других млекопитающих сознание.
4. ↑ Roth, Gerhard 2013. Долгая эволюция мозга и разума . Спрингер, Дордрехт.
5. ↑ Greenfield, Susan 1997. Человеческий мозг: экскурсия . Феникс, Лондон. Автор читала рождественские лекции Королевского института 1994 года, став первой женщиной, сделавшей это с момента запуска сериала в 1826 году.
6. ↑ Брайтенберг В. и Шюц А. 1991. Анатомия коры: статистика и геометрия . Нью-Йорк: Springer-Verlag.
7. ↑ Брэдфилд, Фил; Поттер, Стив (2009). Edexcel Биология IGCSE: Учебник . Пирсон Образование. п. 75. ISBN 9780435966881 .
8. ↑ Пинкер, Стивен 1994. Языковой инстинкт . Завтра. стр. 363
9. ↑ «Неврология для детей — мозг Эйнштейна». факультет.вашингтон.эду .

• Sylvius: более 400 структур нейроанатомического визуального глоссария; используется более чем в половине медицинских школ США
• Атласы цитоархитектуры головного мозга приматов с высоким разрешением
• Колата, Джин 2013. The New York Times . В первом эксперименте соединяются мозги двух крыс 28 февраля 2013 г.
• Pais-Vieira, Miguel et al 2013. Nature Scientific Reports 3 , #1319. Интерфейс мозг-мозг для обмена сенсомоторной информацией в режиме реального времени doi:10.1038/srep01319

Основы мозга: жизнь и смерть нейрона

Изображение

Нейроны — это нервные клетки, которые посылают сообщения по всему телу, позволяя вам делать все, от дыхания до разговора, еды, ходьбы и мышления. До недавнего времени большинство нейробиологов (ученых, изучающих мозг) считали, что мы родились со всеми нейронами, которые у нас когда-либо будут. В детстве мы могли вырастить несколько новых нейронов, чтобы помочь построить пути, называемые нейронными цепями, которые действуют как информационные магистрали между различными областями мозга. Однако ученые полагали, что как только нейронная цепь будет создана, добавление любых новых нейронов изменит поток информации и нарушит коммуникационную систему мозга 9. 0003

В 1962 году ученый Джозеф Альтман поставил под сомнение это убеждение, когда увидел свидетельство нейрогенеза (рождения нейронов) в области мозга взрослой крысы, называемой гиппокампом. Позже он сообщил, что новорожденные нейроны перемещаются из места своего рождения в гиппокампе в другие части мозга. В 1979 году другой ученый, Майкл Каплан, подтвердил открытия Альтмана в мозге крысы; а в 1983 году он обнаружил у взрослых обезьян особые типы клеток, называемые нервными клетками-предшественниками, со способностью превращаться в клетки мозга, подобные нейронам.

Эти открытия о нейрогенезе во взрослом мозге удивили других исследователей, которые думали, что они неверны для людей. К счастью, в начале 1980-х годов ученый, пытавшийся понять, как птицы учатся петь, начал понимать, в чем смысл нейрогенеза во взрослом мозгу. В серии экспериментов Фернандо Ноттебом и его исследовательская группа показали, что количество нейронов в переднем мозге (области, контролирующие сложное поведение) самцов канареек резко увеличивается в брачный период, когда птицы разучивают новые песни, чтобы привлечь самок.

Image

Почему мозг этих птиц добавил нейроны в столь важный момент обучения? Ноттебом считал, что это связано с тем, что новорожденные нейроны помогают сохранять новые паттерны песен в проводящих путях переднего мозга; эти новые нейроны сделали возможным изучение новых песен! Ноттебом полагал, что если бы птицы создавали новые нейроны, чтобы помочь им запоминать и учиться, мозг млекопитающих, как и людей, тоже мог бы это делать.

Другие ученые, такие как Элизабет Гулд, позже обнаружили доказательства возрождения нейронов в отдельной области мозга у обезьян, а Фред Гейдж и Питер Эрикссон показали, что мозг взрослого человека производит новые нейроны в аналогичной области.

Нейрогенез во взрослом человеческом мозгу по-прежнему сложно показать нейробиологам, не говоря уже о том, чтобы узнать, как он влияет на мозг и его функции. Тем не менее, ученые заинтригованы текущими исследованиями нейрогенеза и возможной роли новых нейронов во взрослом мозге для обучения и памяти.

Архитектура нейрона

Центральная нервная система (включая головной и спинной мозг) состоит из двух основных типов клеток:

1. Нейроны, нервные клетки, посылающие и принимающие сигналы
2. Глия, клетки, обеспечивающие структуру головного мозга

В некоторых частях мозга глии намного больше, чем нейронов, но нейроны играют ключевую роль в мозге.

Нейроны являются информационными мессенджерами. Они используют электрические и химические сигналы для передачи информации между различными областями мозга, а также между головным мозгом, спинным мозгом и всем телом. Все, что мы думаем, чувствуем и делаем, было бы невозможно без работы нейронов и их опорных клеток, глиальных клеток, называемых астроцитами и олигодендроцитами.

Нейрон состоит из трех основных частей: тела клетки и двух ветвей, называемых аксоном и дендритом. Внутри тела клетки находится ядро, которое контролирует деятельность клетки и содержит генетический материал клетки. Аксон выглядит как длинный хвост и посылает сообщения из клетки. Дендрит выглядит как ветвь дерева и получает сообщения для клетки. Нейроны общаются друг с другом, отправляя химические вещества, называемые нейротрансмиттерами, через крошечное пространство, называемое синапсом, между аксонами и дендритами соседних нейронов.

Изображение

Существует три вида нейронов:

1. Сенсорные нейроны передают информацию от органов чувств (таких как глаза и уши) в мозг.
2. Моторные нейроны  контролируют произвольную мышечную активность, такую ​​как ходьба и разговор, и передают сообщения от нервных клеток мозга к мышцам.
3. Другие нейроны, все из которых называются интернейронами .

Image

Ученые считают, что нейроны являются самыми разнообразными видами клеток в организме. Внутри этих трех видов нейронов есть сотни различных типов, каждый из которых может отправлять и получать сообщения разными способами.

То, как эти нейроны общаются друг с другом, создавая связи, делает каждого из нас уникальным в том, как мы думаем, чувствуем и действуем.

Рождение нейронов

Многие нейробиологи расходятся во мнениях относительно того, сколько и как часто новые нейроны создаются в мозгу. Большинство нейронов мозга уже созданы к тому времени, когда мы рождаемся, но есть данные, подтверждающие теорию о том, что нейрогенез  — это процесс на протяжении всей жизни.

Нейроны рождаются в областях мозга, заполненных нервными стволовыми клетками или клетками-предшественниками. Стволовые клетки могут производить большинство, если не все, различные типы нейронов и глии, обнаруженные в мозге.

Нейробиологи наблюдали за поведением нервных стволовых клеток во время экспериментов в лаборатории. Хотя это может быть не совсем то, как эти клетки действуют, когда они находятся в мозгу, это дает нам информацию о том, как они могут функционировать, когда они находятся в мозге человека или других животных.

Наука о стволовых клетках все еще очень нова и может измениться с дальнейшими открытиями, но исследователи узнали достаточно, чтобы иметь возможность описать, как нейральные стволовые клетки создают другие клетки мозга. То, как стволовые клетки могут стать другими типами клеток мозга, похоже на идею генеалогического древа.

Image

Нервные стволовые клетки увеличиваются путем деления надвое. Затем они могут стать либо двумя новыми стволовыми клетками, либо двумя ранними клетками-предшественниками (родительскими клетками новых нейронов или глии), либо по одной каждой из них.

Когда стволовая клетка делится, чтобы произвести другую стволовую клетку, говорят, что она самообновляется. Эта новая клетка может производить больше стволовых клеток.

Когда стволовая клетка делится с образованием ранней клетки-предшественника, говорят, что она дифференцируется. Дифференцировка означает, что новая клетка более специализирована в том, как она формируется и что она может делать.

Ранние клетки-предшественники могут производить другие клетки-предшественники, самообновляться подобно стволовым клеткам или изменяться одним из двух способов. Одним из способов будет создание новых астроцитов. Другим способом сделают нейроны или олигодендроциты.

Миграция: путешествие нейрона!

После рождения нейрон должен отправиться в то место в мозгу, где он будет выполнять свою работу.

Откуда нейрон знает, куда идти? Что помогает ему попасть туда?

Ученые обнаружили, что нейроны используют как минимум два разных способа передвижения:

1. Некоторые нейроны путешествуют или мигрируют, следуя за длинными волокнами клеток, называемыми радиальной глией. Эти волокна тянутся от внутренних слоев к внешним слоям мозга. Нейроны скользят по волокнам, пока не достигнут места назначения.
2. Нейроны также путешествуют, используя химические сигналы. Ученые обнаружили на поверхности нейронов особые молекулы — молекулы адгезии, которые прикрепляются к аналогичным молекулам на близлежащих глиальных клетках или нервных аксонах. Эти химические сигналы направляют нейроны к их конечному местонахождению.

Не все нейроны успешны в своем путешествии. Ученые считают, что только треть достигает места назначения. Некоторые клетки погибают в процессе развития или во время путешествия.

Другие нейроны переживают поездку, но оказываются там, где их быть не должно. Случайные изменения (называемые мутациями) в генах, контролирующих миграцию, создают участки мозга с неправильно расположенными или неправильно сформированными нейронами, которые могут вызывать такие расстройства, как детская эпилепсия. Некоторые исследователи считают, что некоторые расстройства, такие как шизофрения и дислексия , частично являются результатом неправильного управления нейронами.

Image

Дифференцировка: нейроны обретают форму и начинают работать!

Image

Как только нейрон достигает места назначения, он должен приступить к работе. Ученые еще многого не понимают в той части нейрогенеза, которая называется дифференцировкой.

Нейроны отвечают за отправку и получение нейротрансмиттеров — химических веществ, передающих информацию между клетками мозга.

В зависимости от своего расположения нейрон может выполнять функции сенсорного нейрона, двигательного нейрона или интернейрона, отправляя и получая определенные нейротрансмиттеры.

В развивающемся мозге нейрон зависит от молекулярных сигналов от других клеток, таких как астроциты, для определения своей формы и местоположения, типа передатчика, который он производит, и других нейронов, с которыми он будет соединяться. Эти только что родившиеся клетки создают нейронные цепи — или информационные пути, соединяющие нейроны с нейронами, — которые будут действовать на протяжении всей взрослой жизни.

Но во взрослом мозге нейронные цепи уже развиты, и нейроны должны найти способ приспособиться к ним. Когда новые нейроны приживаются, они начинают выглядеть как окружающие клетки. У них развиваются аксоны и дендриты, и они начинают общаться со своими соседями через синапсы.

Смерть: конец пути для нейрона?

Хотя нейроны являются самыми долгоживущими клетками в организме, большое их количество погибает во время миграции и дифференцировки. Жизнь некоторых нейронов может принимать странные обороты. Некоторые заболевания головного мозга являются результатом неестественной гибели нейронов.

• При болезни Паркинсона нейроны, вырабатывающие нейротрансмиттер дофамин, отмирают в базальных ганглиях, области мозга, которая контролирует движения тела. Это заставляет людей с этим заболеванием испытывать дрожь, двигаться медленнее и иметь проблемы с равновесием.
• При болезни Хантингтона генетическая мутация заставляет нейроны вырабатывать слишком много нейротрансмиттера, называемого глутаматом, который убивает нейроны в базальных ганглиях. В результате люди бесконтрольно извиваются и двигаются, и со временем они теряют способность выполнять многие повседневные задачи, такие как ходьба и прием пищи. Люди с этим заболеванием обычно имеют более короткую жизнь, чем люди без этого заболевания.
• При болезни Альцгеймера необычные белки накапливаются внутри и вокруг нейронов в неокортексе и гиппокампе, частях мозга, которые контролируют память. Когда эти нейроны умирают, люди теряют способность запоминать и выполнять повседневные задачи.
• Физическое повреждение головного и спинного мозга также может убить или вывести из строя нейроны. Повреждение мозга, вызванное тряской или ударом по голове, или из-за инсульта, может убить нейроны немедленно или медленно, лишая их кислорода и питательных веществ, необходимых для выживания.
• Травма спинного мозга может прервать связь между мозгом и мышцами. Когда нейроны теряют связь с аксонами (частями нейронов, которые посылают сообщения другим нейронам), расположенными ниже места повреждения, нейроны все еще могут жить, но они теряют способность общаться.

Image

Будущее: что дальше в исследованиях нейронов?

Ученые надеются, что, узнав больше о жизни и смерти нейронов, они смогут разработать новые методы лечения и, возможно, даже лекарства от болезней и расстройств головного мозга, от которых страдают миллионы людей.