Мозг

«Мы верим в существования предметов только по тому, что видим их и ощущаемым такими, какими отражает их наш мозга. Однако наши восприятия — лишь мысли, существующие в мозге. Если это лишь мысли в нашем сознании, то, представляя себе Вселенную и материю, как реалии, существующие вне нашего сознания, мы впадаем в большое заблуждение...»
Дж. Баркли

Согласно исследованиям Квабена Бохена (Kwabena Boahen), ученого в области информационных технологий из Стэнфордского университета, компьютер, полностью эмулирующий функционирование человеческого мозга, будет потреблять не менее 10 МВт энергии, что сопоставимо с мощностью, вырабатываемой небольшой гидроэлектростанцией. Благодаря работе, проведенной группой ученых, инженеров и программистов, разработавших небольшой суперкомпьютер, потребляемая эмулятором человеческого мозга мощность может быть снижена до 20 Вт, а это уже совершенно иной качественный уровень.

Уже практически каждому известно, что существует проект Blue Brain Project, о котором так же упоминалось в статье на хабре. Если говорить об этом вкратце, то ученые создают искусственный мозг, который после могут использовать для изучения, чтобы понять принцип его работы, а так же открыть для человечества новые возможности/лекарства/что-либо еще.

Эта статья немного о другом. Как обычно это бывает, все интересные мысли приходят ночью по пути к холодильнику: я задался вопросом, почему нельзя сделать бэкап своего мозга (а точнее участка памяти), что-то стереть, что-то добавить, ведь иногда это необходимо — забыть человека, какую-либо информацию, что не дает покоя, или же всегда помнить что-то важное.

С одной стороны, речь идет не о полной копии мозга, а лишь о секторе памяти. С другой, я понятия не имею, как можно моделировать этот сектор в цифровом виде, да и можно ли вообще. Все это сводится к области фантастики, но ученые нас очередной раз обманывают нам обещают, что уже через 10 лет, можно будет сделать полную копию мозга, а мне то всего лишь нужно всегда с собой носить память на флешке :)

Функциональный искусственный человеческий мозг может быть представлен уже через следующие 10 лет, сообщают ученые. Генри Маркман, ведущий исследователь и директор проекта Blue Brain Project (Проект Голубой Мозг), уже достиг успеха в симуляции работы элементов крысиного мозга. На конференции TED Global, проходящий в Оксфорде, он предложил, что одним важным применением синтетического человеческого мозга может быть поиск лечения для больных психических заболеваний, которыми предположительно страдают 2 миллиарда человек по всему миру с различными отклонениями.

«Это не невозможно воссоздать мозг человека, и мы сделаем это в течение 10 лет!» — заявил он. «И если у нас это получится, ждите голограмму на конференцию в 2020».

Биохимикам из UCLA удалось впервые в мире провести удачный эксперимент по визуальной идентификации конкретных молекул протеинов, которые синтезируются в мозге при записи новой информации в долговременную память. На фотографии слева — участок мозга до записи информации, справа — после.



В отличие от кратковременной памяти, в долговременной воспоминания хранятся на «физическом уровне», то есть в виде уникальных физических цепочек из синапсов, которые постоянно генерируются и модифицируются, для чего требуется непрерывный синтез новых протеинов. В данном эксперименте нервные клетки были обработаны флуоресцентным веществом, реагировавшим на ультрафиолет, после чего учёные могли наблюдать за синтезом новых белков, которые не реагировали на UV.

Исследователи из MIT Media Lab провели успешный эксперимент по активации с помощью лазера определённого набора нейронов в мозге макаки. Впервые в мире это сделано на примате. Раньше подобные опыты удавались лишь на нейронах рыбах, мухах и крысах.

Технически метод работает с помощью вирусного заражения определённых нейронных зон мозга, которые поле этого становятся чувствительными к синему цвету. Современные технологии позволяют строго ограничивать заражение очень маленькой областью мозга и даже с учётом конкретного типа нейронов. Благодаря этому достигается невероятная точность лазерного воздейстия, несравнимая с существующими методами, которые требуют использования электродов и медикаментов и поражают гораздо более обширные области.

Учёные надеются, что в ближайшем будущем смогут провести такой опыт и на человеке. По мнению экспертов, лазерные «пульты дистанционного управления мозгом могут использоваться для эффективного лечения психических расстройств, в том числе депрессии. Например, можно эффективно блокировать области, отвечающие за память, страх и т.д.

Результаты научной работы опубликованы в работе “Millisecond-Timescale Optical Control of Neural Dynamics in the Nonhuman Primate Brain”, журнал Neuron 62, 191–198, April 30, 2009.

Все таки если сравнивать мозг человека с компьютером, то какими бы характеристиками он обладал?

Пока мне удалось выяснить лишь объем памяти нашего живого винчестера.

И, что удивительно, исходя из общего количества синапсов головного мозга, количество данных, которое он способен вместить, воистину колоссально — около 125 петабайт.
Но исходя из средней способности к запоминанию, по одной теории, человек запоминает за свою жизнь около 120 мегабайт, а по другой — где-то 7 мб за каждый прожитый год.

А как же все остальное: частота процессора, объем видео и оперативной памяти и т.п.?

Давайте вместе поразмыслим и попробуем прийти к средним величинам, путем размышлений и доказательств :)

Исследователи Японской Лаборатории Компьютерных Нейронаук (Japan’s ATR Computational Neuroscience Laboratories) создали новую невероятную технологию, способную воссоздавать изображения перенося их из человеческого мозга на экран монитора. Согласно ученым, дальнейшее развитие технологии позволит не только улучшить качество передачи данных, но и выводить на экран наши сны.

Это кажется не совсем реальным, но учёные из Университета штата Аризона разработали пульт дистанционного управления мозгом. В ходе многочисленных опытов и исследований, учёные обнаружили, что ультразвук со сравнительно низкой частотой и интенсивностью позволяет изменять поведение нейронных цепей и скорость реакции между ними.

Ранее подобные воздействия на мозг требовали непосредственного применения электродов и использовались при лечении наркотических зависимостей и депрессий. Ультразвуковая же методика позволяет избежать контакта с черепом пациента, что критично при лечении неуравновешенных пациентов.

Однако исследователи не намерены останавливаться лишь на медицинской составляющей технологии. В будущем подобные устройств можно будет применять во многих областях науки и техники, включая видеоигры и генерацию искусственных сновидений.

Американские учёные замерили активность мозга у людей 55-78 лет во время их работы на компьютере. Медики и психиатры проанализировали результаты и пришли к выводу, что использование технологий на самом деле может принести пользу для стареющего мозга. По крайней мере, если в пенсионном возрасте часто работать на компьютере, то более вероятно, что возможности мозга сохранятся на более долгий срок.

Моя работа имеет специфику долго до нее добираться, причем с пересадкой и на общественном транспорте. Такой транспорт крупных городов многим знаком: в часы пик это наполненные людьми консервы на колесах. Пробки и долгая езда и без того ухудшают и так скверное настроение. Если с утра еще и не выспишься, то тогда полный конец всему рабочему дню.

И всем, безусловно, известен атрибут общественного транспорта — билетик. В повседневной жизни мы не обращаем на него внимания. Иногда только люди выискивают счастливые билеты, а особо суеверные потом его еще и съедают (как говорится: «никто и не представляет себе, что обвал доллара на западе вызван тем, что кто-то в глубинке России сожрал счастливый билетик»).

Под катом я хотел бы рассказать, как вытянуть чуть больше пользы из поездки в общественном транспорте, оценить билетик по достоинству и просто немного развлечься.

Наверняка читателей блога не имеет смысла кормить общеизвестными истинами про то, что мозг, как и мускулы, поддается тренировке, и что возможность мыслить нешаблонно «от природы» встречается среди людей крайне редко, но зато ее можно развить.

Наша обычная жизнь, как правило, не изобилует маленькими и приятными задачками на креативность, которыми без напряга, но с пользой можно занять мозг.

Но выход есть

Магия это не просто набор хитростей — это отработанная технология формирования иллюзий. Сейчас исследователи извлекают из неё уроки.

В сентябре 1856, перед лицом разгорающегося восстания, Наполеон III отправил Жана-Эжена Робер-Удена в Алжир. Робер-Уден не был ни генералом, ни дипломатом. Он был волшебником — отцом современной магии. (Подающий надежды молодой артист по имени Эрих Вайс через несколько десятилетий взял себе сценическое имя, прибавив «i» к фамилии «Houdin»). Его миссией было превзойти алжирских отшельников-марабутов, заклинателей, чьё магическое искусство позволило убедить алжирский народ в том что Аллах против французского господства на их земле.

Американская компания NeuroSky ведет разработку портативного датчика, принимающего и распознающего мозговые импульсы — MindSet.



Данное устройство работает на базе запатентованной технологии, которая позволяет принимать электрические волны, произведенные мозговой деятельностью и движениями глаз, и переводить полученную информацию в двоичный код. MindSet представляет собой модуль в виде наушников с сенсором мозговой активности, надеваемый на голову.

Статья основана на переводе статьи Nine Brain Quirks You Didn’t Realize You Had, которая в свою очередь основана на научных исследованиях. Взято от©юда

Я думаю, что вы уже имеете некоторые представления о принципе работы нашего мозга. Психология зачастую подтверждает наши догадки о том, как работает мозг, но вместе с тем преподносит много сюрпризов. Под хабракатом список секретов мозга, о которых вы, возможно, и не догадывались:

Многие продвинутые управленцы любят воображать себя «многоголовыми монстрами», способными одновременно выполнить несколько дел, например, проверять электронную почту, во время разговора по телефону и просмотра ежедневных котировок акций компании на бирже и т.д. Но они впустую тратят время, если пытаются сконцентрироваться более чем на четырёх процессах одновременно, утверждают учёные из Университета штата Орегон, США.

Исследователи установили, что наш мозг имеет своеобразный предустановленный природой лимит на количество одновременно выполняемых мыслительных процессов. Этот лимит для большинства индивидуумов равняется четырём и не может быть преодолён ни силой воли, ни длительными тренировками. Причём, в случае выполнения сложных умственных упражнений, ограничение распространяется на количество одновременно решаемых задач в «многозадачном мыслительном приложении».

Кроме того, исследователи выявили строгую корреляцию между объёмом краткосрочной памяти человека и его интеллектом. Например, люди с потенциально высоким IQ способны решать несколько задач одновременно, однако нет никакой уверенности, что они могут успешно пройти стресс-тесты или быть полезными на работе. Их память может быть очень вместительной, но недостаточно свободной для полноценной работы. Такие люди много размышляют и слывут «аналитиками», однако практический выход их умственных усилий, как правило, не высок.

Исследование профинансировано Национальным институтом здоровью США (National Institutes of Health) и Национальным научным фондом США (National Science Foundation).

Фармакологическая промышленность выпускает всё больше препаратов, которые предназначены для улучшения мозговой деятельности. Многие таблетки продаются без рецепта в любой аптеке, а другие несложно купить на чёрном рынке или получить рецепт обманным путём. Эти лекарства улучшают концентрацию внимания, повышают скорость мышления, сопротивляемость стрессу и эмоциональную устойчивость.

Несмотря на все побочные эффекты, такие лекарства теперь используют люди самых разных профессий: учёные, музыканты, топ-менеджеры, студенты и даже профессиональные покерные игроки. Менеджеры повышают работоспособность и когнитивные способности в корпоративных интригах. Студенты с лёгкостью запоминают всё прочитанное перед экзаменом, а игроки в покер получают важное преимущество перед соперниками. Например, профессиональный игрок Пол Филипс (заработал за карьеру более $2,3 млн) во время важных турниров принимает аддералл (улучшает концентрацию внимания) и провигил (сильнодействующий аналог кофеина), пишет LA Times.

В список препаратов для повышения эффективности мозга входят также риталин (стимулятор центральной нервной системы), арицепт, индерал и другие вещества, которые блокируют бета-адренорецепторы, отвечающие за восприятие адреналина мозгом. После этого у человека полностью исчезает волнение.

Психологи поместили на сайт интересный тест, который быстро показывает какое полушарие мозга развито у человека лучше.
Посмотрите на картинку и ответьте на 2 вопроса:
1. В какую сторону кружиться девушка? (По часовой, Против часовой)
2. Вам удалось заставить кружиться ее в другую сторону? (Да, Нет)

Несколько лет назад нейробиологи научились эффективно воздействовать на сеть нейронов (в том числе человеческих), заставляя их принимать то или иное состояние под воздействием точечных электроимпульсов. Проблема в том, что после разряда паттерны нейронов мгновенно принимали другое состояние, так что всё «программирование» шло насмарку.

Теперь впервые в истории учёным удалось не только записать, но и сохранить информацию в живых нейронах. Это очень важный шаг на пути к созданию человеко-машинных нейроинтерфейсов и микросхем со вживлёнными нейронами. Такие чипы необходимы для создания мозговых имплантантов, которые могут использоваться для внедрения воспоминаний в человеческий мозг и для контроля над нейронами.

Одно полушарие мышиного неокортекса содержит 8 млрд нейронов по 8000 синапсов на нейрон. Для запуска полноценной симуляции исследователям IBM потребовался суперкомпьютер BlueGene/L на 4096 процессорах с 1 ТБ оперативной памяти. За десять секунд рабочего времени суперкомпьютер симулировал одну секунду работы почти полноценного мышиного мозга (8 млрд нейронов по 6300 синапсов).

Человеческий мозг содержит 100 млрд нейронов, то есть в 12,5 раз больше, чем у мыши. Как много времени по закону Мура потребуется для того, чтобы программу эмуляции можно было запустить на обычном ПК — считайте сами.

Правда, учёные пока точно не знают, получится ли полноценный человеческий мозг, если сложить мозги двенадцати мышей.

via Open the Future, журнал Computer Science (PDF)