Когда речь заходит про общение и память, то наука в целом объясняет природу абстрактных образов, которыми мы обмениваемся друг с другом. Когда в голове всплывает образ «ручки» или «ноутбука», то это благодаря отдельным соединениям нейронов, нейронным связям. Но как реагирует наш мозг, когда речь заходит про местоимения? Как мы понимаем их смысл?
Как известно, все современные образцы искусственного интеллекта относятся к категории ANI (artificial narrow intelligence) – «ограниченному искусственному интеллекту». Это программы и алгоритмы, существенно или очень сильно превосходящие человека в решении некоторых узких задач, но не проявляющие мышления, здравого смысла, смекалки и сознания как такового. В этой статье в качестве примера ограниченного естественного интеллекта будет рассмотрена беличья память и интеллектуальные способности белок. Они легко алгоритмизируются, поэтому я также расскажу о БПЛА, реализующем некоторые аспекты беличьей биомеханики.
Движение — это жизнь. Данную фразу можно интерпретировать и как мотивацию двигаться вперед, не стоять на месте и достигать желаемого, и как констатацию факта, что практически все живые существа большую часть жизни находятся в движении. Для того, чтобы наши движения и перемещения в пространстве каждый раз не заканчивались шишками на лбу и разбитыми мизинчиками на ногах, наш мозг использует сохраненные «карты» окружающей среды, которые неосознанно всплывают в момент нашего движения. Однако, есть мнение, что мозг применяет эти карты не со стороны, так сказать, а помещая человека на эту карту и собирая данные при виде от первого лица. Доказать эту теорию решили ученые из Бостонского университета, проведя ряд практических опытов с лабораторными крысами. Как же на самом деле мозг ориентируется в пространстве, какие при этом задействуются клетки, и какую роль данное исследование играет для будущего автономных автомобилей и роботов? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы. Поехали.Читать полностью »
У каждого человека есть воспоминания, которые он старается забыть. Некоторые из них просто неприятны, вызывающие грусть, стыд, страх, а некоторые могут наносить серьезный ущерб, вызывая у человека самые настоящие психические расстройства (ПТСР, тревожное расстройство и т.д.). Если бы можно было манипулировать человеческой памятью, как данными на флешке, и удалять нежелательные, то было бы проще бороться с подобными недугами. Именно об этом и пойдет речь в рассматриваемом нами сегодня исследовании, в котором ученые указывают на то, что стимуляция определенных клеток гиппокампа может помочь «стереть» одни воспоминания и сделать ярче другие. Как именно ученым это удалось, насколько сложна подобная процедура и насколько она эффективна в борьбе с заболеваниями психики? На эти и другие вопросы мы будем искать ответы в докладе исследовательской группы. Поехали.Читать полностью »
Первые подробности «встроенного в мозг GPS» начали проявляться в 1970-м. В лабораториях Университетского колледжа Лондона Джон О’Киф со своим студентом Джонатаном Достровским записывали электрическую активность нейронов в гиппокампе свободно передвигавшихся крыс. Они обнаружили группу нейронов, активирующихся, только когда крыса оказывалась в определённом месте [1]. Они назвали эти клетки "нейронами места".
Читать полностью »
Имплантируемые в мозг однонаправленные датчики или устройства с обратной связью могут применяться для лечения различных заболеваний вроде эпилепсии и болезни Альцгеймера, для управления протезами конечностей и экзоскелетами, для получения сигналов от бионического глаза, а также для выполнения функций самого мозга.
На протяжении последних тридцати лет учёные пытаются создать устройство, имитирующее происходящие в гиппокампе процессы с целью восстановить способность людей создавать новые воспоминания — переводить данные из кратковременной памяти в долговременную. В одной из последних работ команда из нескольких американских университетов улучшила результаты решения задач на запоминание на 35-37%.
Давайте обсудим, как далеко исследователи зашли в этой области и от кого нам ждать новых решений в будущем.
Кадр из фильма «Джонни Мнемоник»
Читать полностью »
Его называют Dr. WAI, сокращение от «Where Am I» [Где я]. Хорошо образованный мужчина 29 лет без всяких тяжёлых заболеваний или травм лишь с четвёртой попытки смог нарисовать более-менее точную карту дома, где он живёт уже 15 лет [Bianchini, F., et al. Where am I? A new case of developmental topographical disorientation. Journal of Neuropsychology 8, 107-124 (2014)]. Другому пациенту, Дженнифер из Сан-Франциско, всё время кажется, что она обращена на север, вне зависимости от направления, в котором она смотрит. У Джуди Бентли однажды, когда она училась в старших классах, внезапно пропала память обо всём, что её окружает. Она потеряла всякое представление о том, что находится за дверью класса.
Это всего лишь несколько примеров для изучения, открытых новой областью медицины, начавшейся с девушки, которую можно назвать «нулевым пациентом». Назовём её Алисой [Iaria, G., Bogod, N., Fox, C.J., & Barton, J.J. Developmental topographical disorientation: Case one. Neuropsychologia 47, 30-40 (2009)]. В 2007 году Алиса обратилась к нейробиологу Джузеппе Йариа со странной и раздражающей проблемой: ей было очень сложно ориентироваться на местности. Иногда она даже терялась в собственном доме. Ей приходилось полагаться на стандартные маршруты, походы от двери до двери по тщательно вызубренному пути. Чтобы доехать до работы, она запомнила, где ей нужно сходить с автобуса, и как идти от одного выученного ориентира до другого, пока не дойдёшь до офисного здания, где она работает.
Читать полностью »
Уменьшение и увеличение количества серого вещества в гиппокампе после 90 часов игры
В связи с большой популярностью компьютерных игр учёные всё чаще обращаются к теме, как видеоигры влияют на когнитивные способности человека. Известно, в частности, что игры в жанре экшн улучшают производительность мозга в разных областях, среди которых зрительное внимание, зрительная кратковременная память, организующая функция и процедурные способности к обучению. В результате, шутеры от первого и третьего лица, такие как Call of Duty, сейчас рекомендуются детям, взрослым и пожилым людям для тренировки мозга, а именно для развития определённых способностей, таких как зрительное внимание.
Читать полностью »
В головном мозге человека есть встроенный «GPS-навигатор», который опирается на воспоминания о прошлом опыте путешествий для создания будущих маршрутов. Но как это работает, когда человек попадает в новую среду? Как успешно управлять уже имеющимися знаниями? Что происходит в головном мозге, когда мы приезжаем в новый город и пользуемся технологией спутниковой навигации, чтобы добраться до места назначения?
Ученые из Университетского колледжа Лондона изучили эти вопросы и пришли к выводу, что когда человек использует спутниковую навигацию чтобы добраться до места назначения, это «отключает» части мозга, которые можно было бы использовать для самостоятельного построения маршрутов.Читать полностью »
В прошлый раз мы говорили об использовании фМРТ для чтения мыслей и о том, как связано отслеживание движений глаз с виртуальной реальностью. А что же насчёт методов создания машин, управляемых мозговыми волнами? Что насчёт технологий для распознавания психических заболеваний на молекулярном уровне?
Электроэнцефалография звучит как технология пыток, но худшее, что с вами может случиться – это сон, вызванный скучным экспериментом. ЭЭГ неинвазивна и безвредна. Это метод сначала заставляет людей выглядеть глупо, надев на голову странную конструкцию, а затем измеряет электрическую активность внутри головы.
Как вам может быть известно, нейроны общаются друг с другом, передавая электрические сигналы. Когда один нейрон выдаёт сигнал, его активность чрезвычайно мала. Но когда изменение напряжения случается с тысячами нейронов одновременно, они генерируют электрическое поле, достаточно сильное для того, чтобы оно прошло через череп и было обнаружено на поверхности головы. Эти дурацкие шапочки служат для записи этих сигналов: в них содержатся электроды, измеряющие электрическую активность. Её сначала увеличивают в 10 000 раз (не так-то легко пройти сквозь мягкие мозговые оболочки, череп и скальп! Сигнал становится очень слабым), а затем передают на ЭЭГ-монитор, где можно наблюдать за своими мозговыми волнами (или, если угодно, последовательностью значений напряжений).
Читать полностью »
