У человека будет два мозга. Один свой, а другой — электронный
Через 18 лет россияне научатся обмениваться мыслями на расстоянии! Это обещает нам новая стратегия развития электронной промышленности до 2025 года, утвержденная на днях Минпромэнерго. Согласно одному из пунктов программы, наши ученые должны будут внедрить в жизнь наноэлектронные устройства, обеспечивающие «беспроводной контакт мозга человека с окружающим миром». Действительно ли мы сможем читать мысли друг друга? На этот вопрос «МК» попросил ответить одного из тех, кого, возможно, подключат в будущем к данной разработке, доцента кафедры неорганической химии МГУ им. Ломоносова Александра ЖИРОВА.
— Внедрение в человеческий мозг нанодатчиков — действительно красивая идея, которая, возможно, будет воплощена в жизнь. Хотя эксперименты по воздействию на мозг электроимпульсов извне уже активно проводятся во всем мире. В частности, опыты над птицами. Вживленные в их мозг мини-датчики передавали пернатым импульсы, и птицы меняли привычное направление полета.
— Значит ли это, что и людьми в будущем станут управлять, как этими птицами?
— Думаю, что нет. Ведь человек будет знать, что ему «вшили» устройство, и сможет «фильтровать» команды, посылаемые собственным мозгом и извне.
— Все это очень похоже на фантастику.
— Да, это дело будущего, хотя чисто теоретически при использовании нанотехнологий это вполне возможно.
Ведь что такое нанодатчик? Это мельчайший, с пылинку, прибор, который можно будет легко и безболезненно ввести в тот отдел мозга человека, который отвечает за создание нервных импульсов. Получая сигнал извне, он формирует такой импульс, и у человека возникает понимание того, что за сигнал ему передали. Если у него в мозге будет еще и передатчик, он сможет сам создавать ответные импульсы только силой мысли. А поскольку мысленно гомо сапиенс может разговаривать, вполне вероятно, мы сможем “молча” передать другому человеку целую реплику.
— И он ее услышит?
— Он услышит ее на уровне сознания.
— Это же просто находка для шпионов! Ведь такие разговоры никто не сможет подслушать.
— Поскольку мы говорим об устройствах, которые будут введены в мозг, перехватить «общение» сможет электронный прибор, аналогичный тому, что сейчас может прослушивать телефонные разговоры. И вообще, в первую очередь нанодатчиками «оснастят» мозги инвалидов, лишенных конечностей, или, например, немых. При помощи вживленного в мозг датчика такие люди смогут легко управлять компьютером, автомобилем, станком. В форме макрообъектов такие разработки уже существуют. К примеру, есть протезы, которые управляются нервными импульсами человека, напрямую соединенными с электроникой тончайшими проводами. В данном случае предлагается идея беспроводной связи.
— Кто из ученых будет задействован в разработке этой технологии?
— Думаю, что потребуется целая когорта исследователей, включая биологов, физиков и химиков.
Что будет, если человеческий мозг начнет работать на 100 процентов | Наука
Существует мнение, что человеческий мозг работает только на 10%.
Этого пока достаточно для великих достижений и открытий. Но многих интересует, что произойдет, если мозг получится использовать на все 100%.
Правда ли, что мозг человека работает на 10 процентов
Ученые доказали, что мнение о том, что мозг человека работает на 10, 5, 3% — неправда. Еще недавно было загадкой, каким образом мыслит человек. Но удалось выяснить, что мозг состоит из нейронов, которые в свою очередь могут создавать электрические сигналы. Кому-то из ученых пришла в голову мысли, сколько нейронов «работает», а сколько «отдыхает».
В человеческом мозге миллионы нейронов. Вычислить, сколько из них «работает» – нереально. На такое исследование могут уйти годы. Поэтому ученые исследовали лишь небольшой участок и решили, что по всему мозгу процент одинаков. Оказалось, что лишь небольшая часть нейронов «работает». Поэтому был сделан вывод, что мозг задействован не на всю мощь.
Данный вывод неправильный, но миф быстро подхватили СМИ. До сих пор в журналах, газетах, на просторах сети пишут, что мозг человека работает всего на 10%.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Как по первым признакам определить рак головного мозга и его стадию
Как на самом деле работает мозг
Мозг – орган мышления у человека, центральный отдел нервной системы. У него есть много областей. Они отвечают за ощущения, эмоции, управление движениями и т.д. Многие задаются вопросом, почему же не работают одновременно все нейроны. Объяснение очень простое, когда человек боится, работают «нейроны страха», когда говорит – «нейроны, отвечающие за речь» и т.д. Если нейроны в данный момент не нужны – они «отключены».
В случае если начнут работать все нейроны одновременно, человеку не поздоровится. Сразу же начнутся галлюцинации, запустятся все движения, одновременно появится чувство радости, страха, ужаса, злости.
Лишняя активность мозга будет только на вред человеку. Иногда мозговые процессы нужно контролировать самостоятельно. Например, не кушать на ходу, не петь во время чтения книги, мыслить о чем-то одном.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Продукты для активной работы мозга и улучшения памяти
Как заставить работать мозг активнее
Пытаться пробудить нейроны – опасная затея.
Но все же можно попробовать заставить работать мозг эффективнее. Достаточно придерживаться простых рекомендаций:
- выспаться, перед сном выпить теплое молоко или принять теплую ванную. Спать нужно не менее 7-8 часов;
- помедитировать перед началом рабочего дня 10-15 минут;
- фильтровать информацию, отделять личное от рабочего, важные проблемы от мелочей;
- выполнять упражнения на развитие концентрации внимания;
- прислушиваться к интуиции;
- записывать информацию;
- составлять списки на каждый день, неделю, месяц;
- заранее продумывать альтернативу;
- сомневаться не только в других, но и в себе;
- работать над ошибками;
- мечтать.
Уже спустя неделю будут заметны результаты.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: Почему возникает нехватка кислорода в головном мозге и к каким последствиям это приводит
Объем памяти мозга в 10 раз больше, чем предполагалось ранее. 20 октября 2016 г.
ЛА-ХОЛЛА — исследователи из Солка и их сотрудники достигли критического понимания размера нейронных связей, поставив объем памяти мозга намного выше, чем общепринятые оценки.
Новая работа также отвечает на давний вопрос о том, почему мозг настолько энергоэффективен и может помочь инженерам создавать невероятно мощные компьютеры, которые также сохраняют энергию.
«Это настоящая бомба в области неврологии», — говорит Терри Сейновски, профессор Солка и соавтор статьи, которая была опубликована в eLife . «Мы нашли ключ к разгадке принципа функционирования нейронов гиппокампа с низким энергопотреблением, но высокой вычислительной мощностью. Наши новые измерения объема памяти мозга увеличивают консервативные оценки в 10 раз, по крайней мере, до петабайта, на том же уровне, что и Всемирная паутина».
Наши воспоминания и мысли являются результатом закономерностей электрической и химической активности мозга. Ключевая часть активности происходит, когда ветви нейронов, очень похожие на электрический провод, взаимодействуют в определенных соединениях, известных как синапсы. Выходной «провод» (аксон) одного нейрона соединяется с входным «проводом» (дендритом) второго нейрона.
Сигналы проходят через синапс в виде химических веществ, называемых нейротрансмиттерами, чтобы сообщить принимающему нейрону, передавать ли электрический сигнал другим нейронам. Каждый нейрон может иметь тысячи таких синапсов с тысячами других нейронов.
«Когда мы впервые реконструировали каждый дендрит, аксон, глиальный отросток и синапс из объема гиппокампа размером с один эритроцит, мы были несколько сбиты с толку сложностью и разнообразием синапсов», — говорит Кристен Харрис, соавтор работы и профессор неврологии Техасского университета в Остине. «Хотя я надеялся узнать фундаментальные принципы организации мозга из этих подробных реконструкций, я был действительно поражен точностью, полученной при анализе этого отчета».
Синапсы до сих пор остаются загадкой, хотя их дисфункция может вызывать целый ряд неврологических заболеваний. Синапсы большего размера — с большей площадью поверхности и везикулами нейротрансмиттеров — сильнее, что делает их более активными для окружающих нейронов, чем синапсы среднего или малого размера.
Команда Солка, строя трехмерную реконструкцию ткани гиппокампа крысы (центр памяти мозга), заметила кое-что необычное. В некоторых случаях один аксон одного нейрона образовывал два синапса, идущие к одному дендриту второго нейрона, что означает, что первый нейрон, по-видимому, посылает дублирующее сообщение принимающему нейрону.
Поначалу исследователи не придали особого значения этой двойственности, которая происходит примерно в 10% случаев в гиппокампе. Но у Тома Бартола, штатного научного сотрудника Солка, возникла идея: если бы они могли измерить разницу между двумя очень похожими синапсами, такими как эти, они могли бы получить представление о размерах синапсов, которые до сих пор классифицировались только как малые, средние и большие.
При компьютерной реконструкции мозговой ткани в гиппокампе ученые Солка и UT-Остин обнаружили необычное возникновение двух синапсов от аксона одного нейрона (полупрозрачная черная полоса), формирующихся на двух шипах на одном и том же дендрите второго нейрона (желтый).
Щелкните здесь для получения изображения с высоким разрешением.
Авторы и права: Salk Institute
Для этого исследователи использовали передовую микроскопию и вычислительные алгоритмы, которые они разработали для визуализации мозга крыс и реконструкции связей, форм, объемов и площади поверхности мозговой ткани вплоть до наномолекулярного уровня.
Ученые ожидали, что синапсы будут примерно одинаковыми по размеру, но были удивлены, обнаружив, что синапсы оказались почти идентичными.
«Мы были поражены, обнаружив, что разница в размерах пар синапсов очень мала, в среднем всего около восьми процентов различаются по размеру.
Поскольку объем памяти нейронов зависит от размера синапса, эта восьмипроцентная разница оказалась ключевым числом, которое команда затем могла использовать в своих алгоритмических моделях мозга, чтобы измерить, сколько информации потенциально может храниться в синаптических связях.
Ранее было известно, что разница в размерах между самыми маленькими и самыми большими синапсами составляет 60 раз и что большинство из них маленькие.
Но, вооружившись знанием того, что синапсы всех размеров могут различаться в приращении всего на восемь процентов между размерами в пределах коэффициента 60, команда определила, что может быть около 26 категорий размеров синапсов, а не только несколько.
«Наши данные показывают, что существует в 10 раз больше дискретных размеров синапсов, чем считалось ранее», — говорит Бартол. В компьютерных терминах 26 размеров синапсов соответствуют примерно 4,7 «битам» информации.
«Это примерно на порядок больше точности, чем кто-либо когда-либо мог себе представить», — говорит Сейновски.
Что делает эту точность загадочной, так это то, что синапсы гиппокампа общеизвестно ненадежны. Когда сигнал переходит от одного нейрона к другому, он обычно активирует второй нейрон только в 10–20 % случаев.
«Мы часто задавались вопросом, как из таких ненадежных синапсов может вытекать поразительная точность мозга, — говорит Бартол. Один из ответов, по-видимому, заключается в постоянной настройке синапсов, усреднении их успехов и отказов с течением времени. Команда использовала свои новые данные и статистическую модель, чтобы выяснить, сколько сигналов потребуется паре синапсов, чтобы получить эту восьмипроцентную разницу.
Исследователи подсчитали, что для самых маленьких синапсов около 1500 событий вызывают изменение их размера/способности (20 минут), а для самых больших синапсов только пара сотен сигнальных событий (от 1 до 2 минут) вызывают изменение.
«Это означает, что каждые 2 или 20 минут ваши синапсы увеличиваются или уменьшаются до следующего размера. Синапсы настраиваются в соответствии с сигналами, которые они получают», — говорит Бартол.
Слева направо: Терри Сейновски, Кейли Бромер и Том Бартол.Щелкните здесь для получения изображения с высоким разрешением.
Предоставлено: Институт Солка
«Наша предыдущая работа намекала на возможность того, что шипы и аксоны, которые соединяются вместе, могут быть похожи по размеру, но реальность точности действительно замечательна и закладывает основу для совершенно новых способов думать о мозге и компьютерах», — говорит Харрис. «Работа, ставшая результатом этого сотрудничества, открыла новую главу в поиске механизмов обучения и памяти». Харрис добавляет, что полученные результаты заставляют задуматься о большем количестве вопросов, например, применимы ли аналогичные правила к синапсам в других областях мозга и как эти правила различаются в процессе развития и изменения синапсов на начальных этапах обучения.
«Последствия того, что мы обнаружили, имеют далеко идущие последствия», — добавляет Сейновски. «Под кажущимся хаосом и беспорядком в мозгу скрыта скрытая от нас точность размеров и форм синапсов».
Полученные данные также дают ценное объяснение удивительной эффективности мозга. Мозг бодрствующего взрослого человека вырабатывает всего около 20 ватт постоянной мощности — столько же, сколько очень тусклая лампочка. Открытие Солка может помочь ученым-компьютерщикам создавать сверхточные, но энергоэффективные компьютеры, особенно те, которые используют «глубокое обучение» и искусственные нейронные сети — методы, способные к сложному обучению и анализу, таким как речь, распознавание объектов и перевод.
«Эта уловка мозга абсолютно точно указывает на способ создания более совершенных компьютеров», — говорит Сейновски. «Использование вероятностной передачи оказывается столь же точным и требует гораздо меньше энергии как для компьютеров, так и для мозгов».
Другими авторами статьи были Кейли Бромер из Института Солка; Джастин Кинни из Института исследований мозга Макговерна; и Майкл А.
Чирилло и Дженнифер Н. Борн из Техасского университета в Остине.
Работа выполнена при поддержке Национального института здравоохранения и Медицинского института Говарда Хьюза.
Сколько данных может хранить человеческий мозг? | by E11even
5 мин чтения·
12 апреля 2022Мозг… губчатый орган, который весит около 1,5 кг для среднего взрослого человека и состоит из 60% жира и 4 0% воды и белков и углеводов . Тем не менее, это контроллер наших воспоминаний, мыслей, эмоций, дыхания, движений и каждого процесса, который регулирует наше тело, другими словами … Это компьютер человеческого тела. Говоря о компьютерах, когда вы покупаете новый компьютер, первое, что вы проверяете, — это объем памяти, данные он может хранить?
Человеческий мозгТак как наш мозг — это компьютер (с точки зрения того, как он работает…), мы должны задать себе тот же вопрос. Как мозг хранит данные? и сколько данных человеческий мозг может хранить в гигабайтах ?
Многие ученые считают, что памятью занимается весь мозг.
Тем не менее, Карл Лэшли, , американский психолог, провел исследования по этому вопросу, чтобы окончательно выяснить, что Память расположена в определенных частях мозга. А также конкретные нейроны могут быть распознаны по их участию в памяти.
Миндалевидное тело
Основная задача миндалевидного тела заключается в регулировании эмоций, а также играет важную роль в хранении памяти, по сути, в нем хранятся эмоциональные воспоминания. Он известен тем, что вызывает эмоциональные и сентиментальные реакции, которые затем связываются с памятью, такие как Страх, агрессия, Схема милых вещей… и т. д.0008 в Атланте говорит:
«Если у вас есть эмоциональный опыт, миндалевидное тело, кажется, помечает это воспоминание таким образом, чтобы оно лучше запоминалось».
Гиппокамп
Здесь все становится немного сложнее, потому что сам гиппокамп разделен на субрегионы, которые играют жизненно важную роль в определенных типах памяти:
Гиппокамп Пространственная память: Задняя часть гиппокампа участвует в обработке пространственных воспоминаний.
Исследования лондонских таксистов показали, что навигация по сложным лабиринтам улиц большого города связана с ростом задней области гиппокампа.
Консолидация памяти: Гиппокамп также играет роль в консолидации воспоминаний во время сна. Исследования, опубликованные в , 2004, , показали, что повышенная активность гиппокампа во время сна после какой-либо тренировки или обучения приводит к лучшему запоминанию материала на следующий день.
Передача памяти: Воспоминания не хранятся в гиппокампе в течение длительного времени. Вместо этого считается, что гиппокамп действует как своего рода транспортный центр, принимая информацию, регистрируя ее и временно сохраняя ее перед отправкой для хранения в долговременной памяти.
это все извлечено из: https://www.verywellmind.com/what-is-the-hippocampus-2795231#toc-functions , Проверьте это.
Гиппокамп также необходим для кратковременной памяти хранения.
Если гиппокамп повреждается или удаляется хирургическим путем, как в знаменитом случае Генри Молисона , мозг теряет способность формировать новые воспоминания и сохранять их.
Мозжечок
Отдельная структура, расположенная в задней части основания мозга, хотя гиппокамп отвечает за создание эксплицитной памяти, вы все же можете потерять ее и быть в состоянии создать имплицитную память , такую как: процедурная память, моторное обучение, кондиционирование… и т. д. 7 «мигать» . Когда исследователи ( Steinmetz, 1999 ) повредили мозжечок кроликов, они обнаружили, что кролики не способны выучить условную реакцию моргания.
Мы также должны знать, что человеческий мозг состоит из одного миллиарда нейронов , этих информационных мессенджеров, и они являются «сохранителями» памяти в частях, о которых мы упоминали ранее.
Соединения нейронов В каждой части есть типы нейронов, которые заставляют нас сохранять разные воспоминания в разных частях, используя синапсов , которые определяются как мосты, передающие передаваемые сообщения.
Нейроны используют электрические импульсы и химические сигналы для передачи информации между различными областями мозга, а затем между памятью и остальными частями человеческого тела.
Ранее мы упоминали, что человеческий мозг состоит из 1 миллиарда нейронов, каждый из которых образует 1000 связей с другими, что составляет 1 триллион (1000 миллиардов) связей. но не нейрон экономит память, иначе нам буквально не хватит места. речь идет о связи между нейронами, другими словами: «синапсов» , согласно исследованиям Стэнфордского университета, каждый синапс хранит 4,7 байта информации. что заставляет нас, наконец, открыть для себя объем памяти человеческого мозга. это 2,5 петабайта, что эквивалентно 2,5 миллиона гигабайт!!! .
и чтобы вы представили, насколько огромен этот объем памяти, 2,5 петабайта было бы достаточно, чтобы вместить 3 миллиона часов телепередач!!! . Вам придется оставить телевизор работать непрерывно более 300 лет , чтобы израсходовать всю эту память.