Объем человеческой памяти равен одному квадриллиону байт
Человеческая память может вместить 1 млн Гб информации, а слишком хорошая способность к запоминанию может представлять проблему для представителей творческих профессий, выяснили ученые. Отдел науки «Газеты.Ru» рассказывает о том, как ученые измерили объем памяти, и поясняет, почему хорошее настроение способствует забывчивости.
Человеческий мозг состоит приблизительно из 100 млрд нейронов, каждый из которых вступает в тысячи связей с другими. В конечном в головном мозге формируются около 100 трлн связей. Передача информации осуществляется за счет синапса — точки специализированного контакта нейронов. Когда два взаимодействующих участка нейронов одновременно активизируются, синапс становится более прочным. Выступающее образование на дендритах (ветвящийся отросток нейрона, необходимый для получения информации) — дендритный шипик — также увеличивается в размерах. Шипик обеспечивает контакт с другими клетками, а увеличивается для восприятия большего количества поступающих сигналов.
Шипики разного размера раньше сравнивались учеными с битами компьютерного кода, только вместо цифр 1 и 0 исследователи пользовались описательными характеристиками их размера.
Лекарство от кашля отшибло память
Потеря памяти из-за лекарства от кашля, плохое настроение как признак опухоли мозга, редчайшая болезнь…
24 декабря 12:53
Впрочем, о количестве всех возможным размеров шипика специалисты также не имели представления, ограничиваясь бытовыми понятиями «маленький», «средний», «большой».
Любопытное наблюдение заставило исследовательскую группу из Института биологических исследований Дж. Солка (Калифорния) пересмотреть существующие измерения. С полным описанием эксперимента и с текстом научной статьи можно ознакомиться в журнале eLife.
Изучая гиппокамп крысы (гиппокамп — это участок коры головного мозга, отвечающий за запоминание зрительных образов), ученые заметили, что один аксон (отросток нейрона, выступающий в роли кабеля-передатчика) может вступать в связь с двумя дендритными шипиками — принимающими информацию «антеннами».
Исследователи решили измерить объекты, формирующие синаптические связи. В результате оказалось, что шипики, воспринимающие информацию от одного аксона, различаются в размерах примерно на 8%. Всего ученые зафиксировали 26 вариантов величины шипика.
На основе этих данных исследователи заявили, что человеческая память может хранить информацию объемом около одного квадриллиона байт.
Квадриллион (1 000 000 000 000 000) байт без малого соответствует одному миллиону гигабайт. Для сравнения: средняя оперативная память компьютера составляет всего 8 Гб. В то же время каждому из нас прекрасно известно, что использовать память на 100% мы не можем: люди регулярно забывают о датах дней рождения своих друзей, школьники часами пытаются выучить наизусть стихотворение или запомнить параграф из учебника по истории.
При этом именно такая ситуация рассматривается как абсолютно нормальная, а вот людей с выдающейся памятью мы склонны характеризовать словом «феномен». Так, американец Ким Пик, ставший прототипом Рэймонда Бэббита из фильма «Человек дождя», обладал уникальной памятью:
Мужчины не умнее женщин
Стереотипы о том, что мужчины умнее женщин, а мужской мозг больше и лучше женского, опровергнуты американскими…
19 ноября 17:33
ему удавалось хранить до 98% всей полученной информации.
Среди друзей Пик имел прозвище Kim-puter. В 2005 году в журнале Scientific American была опубликована статья, посвященная Киму Пику. Ученые предполагают, что феномен был вызван отсутствием мозолистого тела, соединяющего полушария мозга: нестандартные соединения нейронов в этом участке спровоцировали повышенные возможности использования памяти.
Если сейчас известно, насколько велики возможности нашей памяти, почему важные понятия и события продолжают из нее ускользать? На этот вопрос пытается ответить Пауль Ребер, исследователь проблем механизмов памяти в Северо-Западном университете (Эванстон, штат Иллинойс, США).
Ученый не принимал участия в экспериментах исследовательской группы Института Солка.
«Емкость памяти не является проблемой — любой анализ количества нейронов приведет к осознанию огромного потенциала человеческого мозга. Но это неважно, поэтому наше восприятие мира проходит быстрее, чем фиксация образа в памяти», — комментирует ученый.
По мнению Ребера, окончательно практически невозможно подсчитать количество информации, способной храниться в человеческом мозге. Проблема заключается в том, что информации в разы больше, чем мы можем себе представить. В памяти каждый человек хранит не только факты, лица и важные навыки, но и основные функции, такие как говорение и движение, чувственное восприятие и выражение эмоций. Ученый уверен, что сейчас еще достаточно сложно перейти от вычисления силы синапсических связей до комплексного описания всех сложнейших мелких процессов между нейронами.
Тем не менее Робер высоко оценил работу своих коллег из Института Солка: «Данные экспериментов значительно увеличивают наши знания не только об объемах памяти, но, что более важно, они еще раз подтверждают, насколько сложно устроены механизмы человеческой памяти».
50 языков с одного взгляда
Санскрит, гуджарати, тибетский язык, славянская глаголица и «буквы» из сериала «Футурама» —…
11 декабря 12:45
Полученные результаты уже можно использовать при создании энергосберегающих компьютеров, способных имитировать стратегии работы человеческого мозга при передаче данных. Результаты проведенного эксперимента помогут и в клинических исследованиях заболеваний головного мозга, вызванных нарушением нормального синапса.
Вообще, исследованиями памяти ученые занимаются довольно давно, и иногда такие исследования дают весьма интересные результаты. Например, в 2011 году Элизабет Мартин из Миссурийского университета (Колумбия) смогла установить, что пребывание в хорошем настроении прямо влияет на нашу забывчивость. Полное описание эксперимента приводится в журнале Cognition and Emotion. Участники исследования были поделены на две группы: одни смотрели комедийное шоу, другие — инструкцию по установке настила.
Результаты теста на запоминание комбинации цифр после просмотров видео показали, что с ним хуже справились те, кто смотрел развлекательную передачу.
Мартин уверена, что именно хорошее настроение заставляет нас забыть о важном звонке после веселой вечеринки.
Коллеги Элизабет Мартин, психологи из Иллинойского университета, полагают, что способность запоминать большой объем информации не так уж и полезна, особенно если вы занимаетесь творческой деятельностью. Ученые считают, что высокая способность к запоминанию развивает математическое мышление и снижает творческий потенциал. Исследование было опубликовано на сайте Ассоциации психологических исследований.
«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.
Ученые никогда не смогут читать мысли, как книгу, но расшифровать намерения человека можно уже сейчас
Фото: Stone / Getty Images
Ученые никогда не смогут читать мысли, как книгу, но расшифровать намерения человека можно уже сейчас
Фото: Stone / Getty Images
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?!
Механизмы восприятия времени в центральной нервной системе
1. Уолш В. Теория величины: общие корковые метрики времени, пространства и количества. Тенденции Cogn Sci 2003;7:483-8. [PubMed] [Google Scholar]
2. Block RA, Gruber RP. Восприятие времени, внимание и память: выборочный обзор. Acta Psychol (Амст) 2014;149:129-33. [PubMed] [Google Scholar]
3. Lucas M, Chaves F, Teixeira S, et al. Восприятие времени нарушает сенсомоторную интеграцию при болезни Паркинсона. Инт Арк Мед 2013;6:39. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
4. Allman MJ, Meck WH. Патофизиологические искажения восприятия времени и хронометража. Мозг 2012;135:656-77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
5. Burr D, Morrone C. Восприятие времени: пространство-время в мозгу. Карр Биол 2006; 16: Р171-3. [PubMed] [Google Scholar]
6. Coull JT, Cheng R-K, Meck WH.
Нейроанатомические и нейрохимические субстраты хронометража.
нейропсихофармакология
2011;36:3-25. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
7. Buhusi CV, Meck WH. Что заставляет нас тикать? Функциональные и нейронные механизмы интервальной синхронизации. Нат Рев Нейроски 2005;6:755-65. [PubMed] [Google Scholar]
8. Друа-Воле С. Восприятие времени, эмоции и расстройства настроения. J Physiol Париж 2013;107:255-64. [PubMed] [Google Scholar]
9. Zhang Z, Jia L, Ren W. Время меняется с ощущением скорости: воплощенная перспектива. Передний нейроробот. 2014;8:14. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
10. Matthews WJ, Meck WH. Восприятие времени: плохие новости и хорошие. Wiley Interdiscip Rev Cogn Sci 2014;5:429-46. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
11. Ivry RB, Spencer RMC. Нейронное представление времени. Курр Опин Нейробиол 2004;14:225-32. [PubMed] [Google Scholar]
12. Teixeira S, Machado S, Paes F, et al.
Искажение восприятия времени при нервно-психических и неврологических расстройствах.
Лекарственные мишени для нейролептиков ЦНС
2013;12:567-82. [PubMed] [Google Scholar]
13. Грондин С. Время и восприятие времени: обзор последних результатов поведенческих и неврологических наук и теоретических направлений. Atten Percept Psychophys 2010;72:561-82. [PubMed] [Академия Google]
14. Корнброт Д.Э., Мсетфи Р.М., Гримвуд М.Дж. Восприятие времени и депрессивный реализм: тип суждения, психофизические функции и предвзятость. PLoS Один 2013;8:e71585. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
15. Effron DA, Niedenthal PM, Gil S, Droit-Volet S. Воплощенное временное восприятие эмоций. Эмоция 2006;6:1-9. [PubMed] [Google Scholar]
16. Канеко С., Мураками И. Воспринимаемая продолжительность визуального движения увеличивается со скоростью. Джей Вис 2009; 9:14. [PubMed] [Академия Google]
17. Стаддон Дж. Э., Хига Дж. Дж. Время и память: к теории интервального хронометража без кардиостимулятора. J Exp анальное поведение 1999;71:215-51. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
18.
Pouthas V, Perbal S.
Восприятие времени зависит от точных часовых механизмов, а также от ненарушенных процессов внимания и памяти. Acta Neurobiol Exp (Войны)
2004;64:367-85. [PubMed] [Google Scholar]
19. Tse PU, Intriligator J, Rivest J, Cavanagh P. Внимание и субъективное расширение времени. Восприятие психофиза 2004;66:1171-89. [PubMed] [Google Scholar]
20. Jantzen KJ, Steinberg FL, Kelso JAS. Функциональная МРТ выявляет наличие модальных и координационно-зависимых временных сетей. Нейроизображение 2005; 25:1031-42. [PubMed] [Google Scholar]
21. Буономано Д.В., Брамен Дж., Ходададифар М. Влияние межстимульного интервала на временную обработку и обучение: тестирование модели сети, зависящей от состояния. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2009; 364:1865-73. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
22. Лайе Р., Буономано Д.В.
Надежные временные и двигательные паттерны путем укрощения хаоса в рекуррентных нейронных сетях. Нат Нейроски
2013;16:925-33.
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
23. Buonomano DV, Laje R. Популяционные часы: синхронизация моторов с нейронной динамикой. Тенденции Cogn Sci 2010;14:520-7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
24. Mauk MD, Buonomano DV. Нейронная основа временной обработки. Анну Рев Нейроски 2004; 27:307-40. [PubMed] [Академия Google]
25. Гарсия-Перес М.А. Время летит или замедляется? Трудная интерпретация психофизических данных о восприятии времени. Передний шум нейронов. 2014;8:1-19. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
26. Teki S, Grube M, Griffiths T. Единая модель восприятия времени учитывает механизмы синхронизации на основе продолжительности и ритма. Фронт Интегр Нейроски 2012;5:90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
27. Droit-Volet S, Gil S. Парадокс времени и эмоций. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2009 г.;364:1943-53. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
28. Мангельс Дж.
А., Иври Р. Б., Симидзу Н.
Диссоциируемые вклады префронтальной и неоцеребеллярной коры в восприятие времени. Познание мозга Res
1998;7:15-39. [PubMed] [Google Scholar]
29. Onoe H, Komori M, Onoe K, et al. Кортикальные сети, задействованные для восприятия времени: исследование позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) на обезьянах. Нейроизображение 2001;13:37-45. [PubMed] [Google Scholar]
30. Merchant H, Pérez O, Zarco W, Gámez J. Интервальная настройка в медиальной премоторной коре приматов как общий механизм синхронизации. Джей Нейроски 2013;33:9082-96. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
31. Harrington DL, Zimbelman JL, Hinton SC, Rao SM. Нейронная модуляция процессов временного кодирования, обслуживания и принятия решений. Кора головного мозга 2010;20:1274-85. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
32. Genovesio A, Tsujimoto S, Wise SP.
Представления времени на основе признаков и порядка в лобной коре. Нейрон
2009;63:254-66.
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
33. Charles DP, Gaffan D, Buckley MJ. Нарушение суждения о новизне и сохранность суждения о новизне после пересечения свода у обезьян. Джей Нейроски 2004; 24:2037-44. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
34. Миллер Э.К., Коэн Д.Д. Интегративная теория функции префронтальной коры. Анну Рев Нейроски 2001; 24:167-202. [PubMed] [Google Scholar]
35. McFarland CP, Glisky EL. Участие лобных долей в задаче проспективной памяти, основанной на времени. Нейропсихология 2009;47:1660-9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
36. Genovesio A, Tsujimoto S, Wise SP. Активность нейронов, связанная с прошедшим временем в префронтальной коре. J Нейрофизиол 2006;95:3281-5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
37. Мек WH. Поражения лобной коры устраняют эффект тактовой частоты дофаминергических препаратов на интервальную синхронизацию. Мозг Res 2006;1108:157-67. [PubMed] [Google Scholar]
38.
Meck WH.
Нейрофармакология тайминга и восприятия времени. Познание мозга Res
1996;3:227-42. [PubMed] [Google Scholar]
39. Meck WH, Benson AM. Анализ внутренних часов мозга: как лобно-полосатые схемы отслеживают время и переключают внимание. Познание мозга 2002;48:195-211. [PubMed] [Академия Google]
40. Пфеути М., Рагот Р., Путас В. Когда время истекло: временной ход CNV дифференцирует роли полушарий в различении тонов короткой продолжительности. Мозг опыта 2003; 151:372-9. [PubMed] [Google Scholar]
41. Casini L, MacAr F. Несколько подходов к исследованию существования внутренних часов с использованием ресурсов внимания. Поведенческие процессы 1999;45:73-85. [PubMed] [Google Scholar]
42. Lambrechts A, Mella N, Pouthas V, Noulhiane M. Субъективность восприятия времени: зрительно-эмоциональная оркестровка. Фронт Интегр Нейроски 2011;5:73. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
43. Коулл Дж.Т.
ФМРТ-исследования временного внимания: распределение внимания во времени или по направлению к нему.
Познание мозга Res
2004; 21:216-26. [PubMed] [Google Scholar]
44. Meck WH, Malapani C. Нейровизуализация интервального хронометража. Мозг Res Cogn Brain Res 2004; 21:133-7. [PubMed] [Google Scholar]
45. Hikosaka O, Miyashita K, Miyachi S, et al. Дифференциальные роли лобной коры, базальных ганглиев и мозжечка в обучении зрительно-моторной последовательности. Нейробиол Узнать Мем 1998;70:137-49. [PubMed] [Google Scholar]
46. Гершман С.Дж., Мустафа А., Людвиг Э. Представление времени в моделях обучения с подкреплением базальных ганглиев. Front Comput Neurosci 2014;7:194. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
47. Graybiel AM, Aosaki T, Flaherty AW, Kimura M. Базальные ганглии и адаптивный двигательный контроль. Наука 1994; 265:1826-31. [PubMed] [Google Scholar]
48. Everitt BJ, Dickinson A, Robbins TW. Нейропсихологические основы аддиктивного поведения. Мозг Res Мозг Res Rev 2001;36:129-38. [PubMed] [Google Scholar]
49. Хаддерс-Альгра М.
Нарушение координации развития: вызвана ли неуклюжесть двигательного поведения поражением головного мозга в раннем возрасте?
Нейр Пласт
2003;10:39-50. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
50. Хели С., Чакраварти С., Мустафа А. Изучение когнитивных и моторных функций базальных ганглиев: комплексный обзор вычислительных когнитивных нейробиологических моделей. Front Comput Neurosci 2013;7:174. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
51. Шролл Х., Хамкер Ф.Х. Вычислительные модели функций пути базальных ганглиев: фокус на функциональную нейроанатомию. Фронт Сист Нейроски 2013;7:122. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
52. Джонс С., Джаханшахи М. Дофамин модулирует функционирование лобно-полосатого тела во время временной обработки. Фронт Интегр Нейроски 2011. 25;5:70. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
53. Haber SN.
Базальные ганглии приматов: параллельные и интегративные сети. J Chem Neuroanat
2003;26:317-30.
[PubMed] [Академия Google]
54. Мателл М.С., Мекк В.Х., Николелис М.А.Л. Интервальная синхронизация и кодирование продолжительности сигнала ансамблями корковых и полосатых нейронов. Поведение Нейроски 2003; 117:760-73. [PubMed] [Google Scholar]
55. Jones CRG, Malone TJL, Dirnberger G, et al. Базальные ганглии, дофамин и временная обработка: выполнение трех задач на определение времени с приемом и без приема лекарств при болезни Паркинсона. Познание мозга 2008;68:30-41. [PubMed] [Google Scholar]
56. Coull JT, Hwang HJ, Leyton M, Dagher A. Истощение предшественников дофамина ухудшает синхронизацию у здоровых добровольцев за счет ослабления активности в скорлупе и дополнительной двигательной области. Джей Нейроски 2012;32:16704-15. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
57. Раммсайер Т., Классен В.
Нарушение временной дискриминации при болезни Паркинсона: временная обработка коротких периодов как показатель дегенерации дофаминергических нейронов в базальных ганглиях.
Int J Neurosci
1997;91:45-55. [PubMed] [Google Scholar]
58. Хусейн М., Начев П. Пространство и теменная кора. Тенденции Cogn Sci 2007;11:30-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
59. Bueti D, Walsh V. Теменная кора и представление времени, пространства, числа и других величин. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2009 г.;364:1831-40. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
60. Culham JC, Valyear KF. Теменная кора человека в действии. Курр Опин Нейробиол 2006;16:205-12. [PubMed] [Google Scholar]
61. Cabeza R, Ciaramelli E, Olson IR, Moscovitch M. Теменная кора и эпизодическая память: учет внимания. Нат Рев Нейроски 2008;9:613-25. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
62. Sereno MI, Huang RS. Мультисенсорные карты теменной коры. Курр Опин Нейробиол 2014;24:39-46. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
63. Teixeira S, Machado S, Velasques B, et al.
Интегративные процессы теменной коры: неврологические и психиатрические аспекты.
Дж. Нейрол Сай
2014;338:12-22. [PubMed] [Google Scholar]
64. Rockland KS, Van Hoesen GW. Некоторые височные и теменные корковые связи сходятся в СА1 гиппокампа приматов. Кора головного мозга 1999;9:232-7. [PubMed] [Google Scholar]
65. Готлиб Дж. От мысли к действию: теменная кора как мост между восприятием, действием и познанием. Нейрон 2007;53:9-16. [PubMed] [Google Scholar]
66. Вингерхоутс Г. Участие задней теменной коры в дотягивании, схватывании и использовании предметов и орудий. Фронт Психол 2014;5:151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
67. Bisley JW, Krishna BS, Goldberg ME. Быстрый и точный ответ в задней теменной коре. Джей Нейроски 2004; 24:1833-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
68. Scherberger H, Andersen RA. Сигналы выбора цели для достижения руки в задней теменной коре. Джей Нейроски 2007;27:2001-12. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
69. Cook EP, Pack CC.
Сигналы теменной коры со временем расстаются.
ПЛОС Биол
2012;10:e1001414. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
70. Начев П., Хусейн М. Расстройства зрительного внимания и задней теменной коры. кора 2006;42:766-73. [PubMed] [Google Scholar]
71. Assmus A, Marshall JC, Ritzl A, et al. Левая нижняя теменная кора интегрирует время и пространство во время суждений о столкновении. Нейроизображение 2003;20:S82-8. [PubMed] [Академия Google]
72. Шнайдер Б.А., Гхош Г.М. Временные продуцирующие сигналы в теменной коре. PLoS биол. 2012;10:e1001413. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
73. Maimon G, Assad JA. Когнитивный сигнал для упреждающего выбора времени действия в LIP макаки. Нат Нейроски 2006;9:948-55. [PubMed] [Google Scholar]
74. Баттелли Л., Уолш В., Паскуаль-Леоне А., Кавана П. Когда париетальный путь исследуется исследованиями повреждений. Курр Опин Нейробиол 2008;18:120-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
75. Маньяни Б., Оливери М., Рената Мангано Г.
, Фрассинетти Ф.
Роль задней теменной коры в пространственном представлении времени: исследование ТМС. Поведение Нейрол
2010;23:213-5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
76. Hayashi MJ, Kanai R, Tanabe HC, et al. Взаимодействие числа и времени в префронтальной и теменной коре. Джей Нейроски 2013;33:883-93. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
77. Snyder JJ, Chatterjee A. Пространственно-временная анизометрия после повреждения правой теменной области. Нейропсихология 2004;42:1703-8. [PubMed] [Академия Google]
78. Бареш М., Хусарова И., Лунгу О. Эссенциальный тремор, мозжечок и синхронизация моторики: к их объединению в одну сложную сущность. Tremor Other Hyperkinet Mov (Нью-Йорк) 2012;2:тре-02-93-653-1. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
79. Bares M, Lungu O, Liu T, et al. Нарушение предиктивного моторного времени у пациентов с мозжечковыми расстройствами. Мозг опыта 2007; 180:355-65. [PubMed] [Google Scholar]
80.
Bledsoe JC, Semrud-Clikeman M, Pliszka SR.
Нейроанатомические и нейропсихологические корреляты мозжечка у детей с синдромом дефицита внимания/гиперактивности по комбинированному типу. J Am Acad Детская подростковая психиатрия
2011;50:593-601. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
81. Proske U, Gandevia SC. Кинестетические чувства. Дж Физиол 2009;587:4139-46. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
82. Бханпури Н.Х., Окамура А.М., Бастиан А.Дж. Прогностическое моделирование мозжечком улучшает проприоцепцию. Джей Нейроски 2013;33:14301-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
83. Harrington DL, Lee RR, Boyd LA, et al. Зависит ли представление времени от мозжечка? Последствия мозжечкового инсульта. Мозг 2004; 127:561-74. [PubMed] [Академия Google]
84. Koch G, Oliveri M, Torriero S, et al. Повторяющаяся ТМС мозжечка мешает обработке миллисекундного времени. Мозг опыта 2007;179:291-9. [PubMed] [Google Scholar]
85.
Lewis PA, Miall RC.
Паттерны активации мозга при измерении суб- и сверхсекундных интервалов. Нейропсихология
2003;41:1583-92. [PubMed] [Google Scholar]
86. Миони Г., Матталия Г., Стаблум Ф. Восприятие времени у пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой: исследование, сравнивающее различные методологии. Познание мозга 2013;81:305-12. [PubMed] [Академия Google]
87. Дель Олмо М.Ф., Чиран Б., Кох Г., Ротвелл Дж.К. Роль мозжечка в ритмичных движениях пальцев с внешней стимуляцией. J Нейрофизиол 2007;98:145-52. [PubMed] [Google Scholar]
88. Grahn JA, Rowe JB. Чувство ритма: премоторные и полосатые взаимодействия у музыкантов и немузыкантов во время восприятия ритма. Джей Нейроски 2009;29:7540-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
89. Grube M, Cooper FE, Chinnery PF, Griffiths TD. Диссоциация слухового времени на основе продолжительности и ритма при дегенерации мозжечка. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107:11597-601. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
90.
Rubia K, Smith A.
Нейронные корреляты когнитивного управления временем: обзор. Acta Neurobiol Exp (Войны)
2004;64:329-40. [PubMed] [Google Scholar]
91. Jirenhed DA, Hesslow G. Обучение интервалам стимула — адаптивное время условных ответов клеток Пуркинье. Мозжечок 2011;10:523-35. [PubMed] [Google Scholar]
92. Gooch CM, Wiener M, Hamilton AC, Coslett HB. Временная дискриминация суб- и супрасекундных временных интервалов: анализ картирования повреждений на основе вокселей. Фронт Интегр Нейроски 2011;5:59. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
93. Гупта Д.С. Обработка суб- и сверхсекундных интервалов в мозге приматов является результатом калибровки нейронных осцилляторов посредством сенсорных, моторных процессов и процессов обратной связи. Фронт Психол 2014;5:816. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
94. Gooch CM, Wiener M, Wencil EB, Coslett HB.
Нарушение временных интервалов у пациентов с поражениями мозжечка. Нейропсихология
2010;48:1022-31.
[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
95. Бартоло Р., Торговец Х. Бета-колебания связаны с инициацией последовательностей движений, вызванных сенсорными сигналами, и внутренним управлением регулярным постукиванием у обезьяны. Джей Нейроски 2015;35:4635-40. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
96. Аренц А., Сильвер Р.А., Шефер А.Т., Маргри Т.В. Вклад одиночных синапсов в сенсорную репрезентацию in vivo. Наука 2008;321:977-80. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
97. D’Angelo E, De Zeeuw CI. Синхронизация и пластичность в мозжечке: фокус на зернистом слое. Тренды Нейроси 2009 г.;32:30-40. [PubMed] [Google Scholar]
98. Van Dorp S, De Zeeuw CI. Переменное время синаптической передачи в униполярных щеточных клетках мозжечка. Proc Natl Acad Sci USA 2014;111:5403-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
99. Coull JT, Vidal F, Nazarian B, Macar F.
Функциональная анатомия модуляции внимания оценки времени.
Наука
2004; 303:1506-8. [PubMed] [Google Scholar]
100. Lustig C, Matell MS, Meck WH. Не просто совпадение: лобно-полосатые взаимодействия в рабочей памяти и интервальной синхронизации. Память 2005; 13:441-8. [PubMed] [Академия Google]
101. O’Reilly JX, Mesulam MM, Nobre AC. Мозжечок предсказывает время перцептивных событий. Джей Нейроски 2008;28:2252-60. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
102. Wiltgen BJ, Zhou M, Cai Y, et al. Гиппокамп играет избирательную роль в извлечении подробных контекстуальных воспоминаний. Карр Биол 2010;20:1336-44. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
103. Holscher C. Время, пространство и функции гиппокампа. Преподобный Нейроски 2003;14:253-84. [PubMed] [Академия Google]
104. Тубриди С., Давачи Л. Вклад медиальной височной доли в кодирование эпизодической последовательности. Кора головного мозга 2011;21:272-80. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
105. Eichenbaum H.
Память вовремя. Тенденции Cogn Sci
2013;17:81-8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
106. MacDonald CJ. Проспективная и ретроспективная память длительности в гиппокампе: время на переднем плане или на заднем плане? Философские труды Королевского общества B: Биологические науки. 2014;369:20120463. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
107. Нильсон Д.М., Смит Т.А., Шрикумар В., Деннис С., Седерберг П.Б. Гиппокамп человека представляет пространство и время во время извлечения воспоминаний из реального мира. Proc Natl Acad Sci 2015;112:11078-83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
108. Eichenbaum H. Клетки времени в гиппокампе: новое измерение для отображения воспоминаний. Нат Рев Нейроски 2014;15:732-44. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
109. Herai T, Mogi K. Восприятие временной длительности, на которое влияют автоматические и контролируемые движения. Сознательное знание 2014;29:23-35. [PubMed] [Google Scholar]
110.
Наказоно Т., Сано Т., Такахаши С., Сакурай Ю.
Тета-колебания и активность нейронов в гиппокампе крыс участвуют во временном различении времени в секундах. Фронт Сист Нейроски
2015;9:95. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
111. Meck WH, Church RM, Olton DS. Гиппокамп, время и память. Поведение Нейроски 1984;98:3-22. [PubMed] [Google Scholar]
112. Balci F, Meck WH, Moore H, Brunner D. Дефицит времени при старении и невропатологии. Bizon JL, Woods AG, ред. Животные модели когнитивного старения человека. Нью-Йорк: Humana Press; 2009 г.. стр. 1-41. [Google Scholar]
113. Meck WH, Matell MS, Church RM. Гиппокамп, время и память. Ретроспективный анализ. Поведение Нейроски 2013;127:642-54. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
114. Paz R, Gelbard-Sagiv H, Mukamel R, et al. Нервный субстрат в гиппокампе человека для связывания последовательных событий. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107:6046-51. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
115.
Горчетчников А., Гроссберг С.
Пространство, время и обучение в гиппокампе: как тонкие пространственные и временные масштабы преобразуются в популяционные коды для управления поведением. Нейронные сети. 2007;20:182-93. [PubMed] [Google Scholar]
116. Моди М.Н., Дхавале А.К., Бхалла США. Последовательности активности клеток СА1 возникают после реорганизации корреляционной структуры сети в процессе ассоциативного обучения. Элиф 2014;3:e01982. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
117. Gill PR, Mizumori SJY, Smith DM. Эпизодические поля гиппокампа развиваются в процессе обучения. Гиппокамп 2011;21:1240-9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
118. MacDonald CJ, Lepage KQ, Eden UT, Eichenbaum H. Временные клетки гиппокампа заполняют пробелы в памяти на несмежные события. Нейрон 2011;71:737-49. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
119. Kraus BJ, Robinson RJ, White JA, et al.
Временные клетки гиппокампа: интеграция времени и пути.
Нейрон
2013;78:1090-101. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
120. McEchron MD, Tseng W, Disterhoft JF. Отдельные нейроны в гиппокампе CA1 кодируют продолжительность интервала следа во время кондиционирования частоты сердечных сокращений (страха) у кролика. Джей Нейроски 2003; 23:1535-47. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
121. Инь Б., Трогер А.Б. Изучение 4-го измерения: новый взгляд на гиппокамп, время и память. Фронт Интегр Нейроски 2011;5:36. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
122. Джейкобс Н.С., Аллен Т.А., Нгуен Н., Фортин Н.Дж. Критическая роль гиппокампа в памяти на прошедшее время. Джей Нейроски 2013;33:13888-93. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
123. Lehn H, Steffenach HA, Van Strien NM, et al. Особая роль гиппокампа человека в воспроизведении временных последовательностей. Джей Нейроски 2009;29:3475-84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
124. Hintzman DL.
Сила памяти и недавние суждения.
Психон Бык Преподобный
2005;12:858-64. [PubMed] [Академия Google]
125. Сквайр Л.Р. Системы памяти мозга: краткая история и современный взгляд. Нейробиол Узнать Мем 2004;82:171-7. [PubMed] [Google Scholar]
126. Эйхенбаум Х., Коэн Н. От кондиционирования к сознательному воспоминанию: системы памяти мозга. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета; 2001. [Google Scholar]
127. Баддели А. Человеческая память. Теория и практика. Хоув: Психологическая пресса; 1997. [Google Scholar]
128. Келли А.Е. Память и зависимость: общие нейронные схемы и молекулярные механизмы. Нейрон 2004;30:161-79. [PubMed] [Google Scholar]
129. Pan Y, Luo QY. Рабочая память модулирует восприятие времени. Психон Бык Преподобный 2012;19:46-51. [PubMed] [Google Scholar]
130. Gold JJ, Squire LR. Анатомия амнезии: нейрогистологический анализ трех новых случаев. Выучить мем 2006; 13:699-710. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
131. Staddon JER.
Интервальная синхронизация: память, а не часы. Тенденции Cogn Sci
2005;9:312-4. [PubMed] [Google Scholar]
132. Perbal S, Deweer B, Pillon B, et al. Влияние нарушений внутренних часов и памяти на воспроизведение и производство длительности у пациентов с болезнью Паркинсона. Познание мозга 2005;58:35-48. [PubMed] [Академия Google]
133. Херст В., Пиннер Э. Память и внимание. Herrmann DJ, McEvoy C, Hertzog C и др., ред. Фундаментальные и прикладные исследования памяти. Том. 1 Хоув: Психологическая пресса; 2013. [Google Scholar]
134. Williams JM, Medwedeff CH, Haban G. Расстройство памяти и субъективная оценка времени. J Clin Exp Нейропсихология 1989; 11:713-23. [PubMed] [Google Scholar]
135. Кинсборн М., Хикс Р. Нейропсихологические нарушения кратковременной памяти. Кембридж: Издательство Кембриджского университета; 1990. [Google Scholar]
136. Мимура М., Кинсборн М., О’Коннор М.
Оценка времени пациентами с лобными поражениями и амнезиаками Корсакова.
J Int Neuropsychol Soc
2000;6:517-28. [PubMed] [Google Scholar]
137. Harrington DL, Haaland KY. Нейронные основы временной обработки: обзор исследований очаговых поражений, фармакологических и функциональных изображений. Преподобный Нейроски 1999;10:91-116. [PubMed] [Google Scholar]
138. Фриман Дж. С., Коди Ф. В., Шади В. Влияние внешних временных сигналов на ритм произвольных движений при болезни Паркинсона. J Neurol Нейрохирург Психиатрия 1993;56:1078-84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
139. Cocenas-Silva R, Bueno JLO, Droit-Volet S. Временная память эмоционального опыта. Познание памяти 2012;40:161-7. [PubMed] [Google Scholar]
140. Галлахер С. Время, эмоции и депрессия. Эмот Рев 2012: 127-32. [Google Scholar]
141. Gil S, Rousset S, Droit-Volet S. Как любимые и нелюбимые продукты влияют на восприятие времени. Эмоция 2009;9:457-63. [PubMed] [Google Scholar]
142. Оберфельд Д., Тонес С., Палайор Б.Дж., Хехт Х.
Депрессия не влияет на восприятие времени и оценку времени до контакта.
Фронт Психол
2014;5:810. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
143. Баркли Р.А. Поведенческое торможение, устойчивое внимание и исполнительные функции: построение объединяющей теории СДВГ. Психол Бык 1997;121:65-94. [PubMed] [Google Scholar]
144. Graham LN, Smith PA, Stoker JB, et al. Динамика симпатической нервной гиперактивности после неосложненного острого инфаркта миокарда. Тираж 2002;106:793-7. [PubMed] [Google Scholar]
145. Баркли Р.А., Мерфи К.Р., Буш Т. Восприятие времени и воспроизведение у молодых людей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. нейропсихология 2001;15:351-60. [PubMed] [Академия Google]
146. Toplak ME, Rucklidge JJ, Hetherington R, et al. Дефицит восприятия времени при синдроме дефицита внимания/гиперактивности и коморбидные трудности с чтением в выборке детей и подростков. J Детская психологическая психиатрия 2003;44:888-903. [PubMed] [Google Scholar]
147. Антонова Э., Шарма Т., Моррис Р., Кумари В.
Связь между структурой мозга и нейропознанием при шизофрении: выборочный обзор. Шизофр Рез
2004;70:117-45. [PubMed] [Google Scholar]
148. Bonnot O, de Montalembert M, Kermarrec S, et al. Являются ли нарушения восприятия времени при шизофрении забытым явлением? J Physiol Париж 2011;105:164-9. [PubMed] [Google Scholar]
149. Carroll CA, Boggs J, O’Donnell BF, et al. Временная дисфункция обработки при шизофрении. Познание мозга 2008;67:150-61. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
150. Carroll CA, O’Donnell BF, Shekhar A, Hetrick WP. Временные дисфункции при шизофрении имеют продолжительность от миллисекунд до нескольких секунд. Познание мозга 2009;70:181-90. [PubMed] [Google Scholar]
151. Forbes NF, Carrick LA, McIntosh AM, Lawrie SM. Рабочая память при шизофрении: метаанализ. Психол Мед 2009 г.;39:889-905. [PubMed] [Google Scholar]
152. Ranganath C, Minzenberg MJ, Ragland JD.
Когнитивная неврология функции памяти и дисфункции при шизофрении.
биопсихиатрия
2008;64:18-25. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
153. Smith JG, Harper DN, Gittings D, Abernethy D. Влияние болезни Паркинсона на оценку времени в зависимости от диапазона длительности и модальности стимула. Познание мозга 2007;64:130-43. [PubMed] [Google Scholar]
154. Блоксхэм С., Дик Д., Мур М. Время реакции и внимание при болезни Паркинсона. J Neurol Нейрохирург Психиатрия 1987;50:1178-83. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
155. O’Boyle DJ, Freeman JS, Cody FWJ. Точность и четкость синхронизации самостоятельных повторяющихся движений у субъектов с болезнью Паркинсона. Мозг 1996;119:51-70. [PubMed] [Google Scholar]
156. Elsinger CL, Rao SM, Zimbelman JL, et al. Нейронная основа нарушения воспроизведения времени при болезни Паркинсона: исследование фМРТ. J Int Neuropsychol Soc 2003;9:1088-98. [PubMed] [Google Scholar]
157. Lange KW, Tucha O, Steup A, et al.
Субъективная оценка времени при болезни Паркинсона.
Приложение J Neural Transm
1995;46:433-8. [PubMed] [Google Scholar]
158. Малапани С., Девеер Б., Гиббон Дж. Разделение хранения и извлечения дисфункции временной памяти при болезни Паркинсона. J Cogn Neurosci 2002;14:311-22. [PubMed] [Google Scholar]
«Реальность» создается вашим мозгом. Вот что это значит и почему это важно.
Зафиксируйте взгляд на черной точке в левой части изображения. Но ждать! Сначала дочитайте этот абзац. Глядя на левую точку, попытайтесь ответить на вопрос: в каком направлении движется объект справа? Дрейфует ли он по диагонали или движется вверх и вниз?
Помните, сфокусируйтесь на точке слева.
Предоставлено Патриком Кавана
Кажется, что объект справа движется по диагонали, вверх вправо, а затем обратно вниз влево. Верно? Верно?! На самом деле это не так. Он движется вверх и вниз по прямой вертикальной линии.
Смотрите сами. Проследите его пальцем.
Это визуальная иллюзия.
Это чередующееся черно-белое пятно внутри объекта предполагает диагональное движение и сбивает с толку наши чувства. Как и все заблуждения, оно учит нас тому, что наш опыт реальности несовершенен. Но эта конкретная иллюзия недавно укрепила понимание учеными более глубоких, почти философских истин о природе нашего сознания.
«Очень важно понять, что мы не видим реальность», — говорит нейробиолог Патрик Кавана, профессор-исследователь Дартмутского колледжа и старший научный сотрудник Глендонского колледжа в Канаде. «Мы видим историю, которая создается для нас».
В большинстве случаев история, генерируемая нашим мозгом, соответствует реальному физическому миру, но не всегда. Наш мозг также бессознательно изменяет наше восприятие реальности, чтобы удовлетворить наши желания или ожидания. И они заполняют пробелы, используя наш прошлый опыт.
Все это может повлиять на нас. Визуальные иллюзии бросают нам ясный и интересный вызов тому, как мы живем: откуда мы знаем, что реально? И как только мы узнаем пределы возможностей нашего мозга, как нам жить с большим смирением — и с большей заботой относиться к нашему восприятию?
Вместо того, чтобы показывать нам, как наши мозги сломаны, иллюзии дают нам шанс показать, как они работают.
И как они работают? Ну, как владелец человеческого мозга, я должен сказать, что меня это немного беспокоит.
Где конфликт между восприятием и реальностью находится в мозгу
Мой коллега Сигал Самуэль недавно исследовала нейробиологию медитации. В своем отчете она обнаружила убедительные доказательства того, что регулярная практика медитации связана с усилением сострадания. Это доказательство, пишет она, «кажется вызовом, даже вызовом. Если мне требуется так мало времени и усилий, чтобы научиться лучше контролировать свои эмоции… разве я не обязан делать это морально?»
Наука о восприятии вызывает у меня похожий вопрос. Если наука говорит нам, что наш мозг сочиняет «историю» о реальности, не должны ли мы интересоваться и даже искать ответы на то, почему эта реальность может быть ошибочной?
Речь идет не о том, чтобы сомневаться во всем, что приходит через наши органы чувств. Речь идет о поиске наших слепых зон с целью стать лучше мыслить. Это также может помочь с эмпатией.
Когда другие люди неправильно воспринимают реальность, мы можем не соглашаться с их интерпретацией, но мы можем понять, откуда она исходит.
Чтобы справиться с этой задачей, я думаю, полезно знать, что мозг рассказывает нам истории о мельчайших вещах, которые мы воспринимаем, например о движении объектов. Но он также рассказывает нам истории о некоторых самых сложных вещах, о которых мы думаем, создавая предположения о людях, основанные на расе, среди других социальных предрассудков.
Начнем с малого.
В 2019 году Кавана и его коллеги Сируи Лю, Цин Ю и Питер Цзе использовали описанную выше иллюзию «двойного дрейфа» двух точек, чтобы выяснить, как наш мозг генерирует иллюзорное диагональное движение. Чтобы выяснить это, Кавана и его коллеги провели нейровизуализирующее исследование, в котором сравнивали то, как мозг обрабатывает иллюзорную анимацию, с тем, как он обрабатывает аналогичную неиллюзорную анимацию. Во второй анимации объект справа действительно движется по диагонали.
Проведите пальцем еще раз.
Предоставлено Патриком Кавана
С помощью нейровизуализации МРТ, которая позволяет исследователям картировать активность мозга, Кавана и его команда могут задать вопрос: если мы воспринимаем каждую анимацию одинаково, что в нашем мозгу заставляет это происходить? Каков источник иллюзии в первой анимации? «Мы хотим найти, где сознательное восприятие расходится с физическим ощущением», — говорит Кавана.
Возможно, иллюзия создается в зрительной коре. Расположенная в задней части головы, это часть вашего мозга, которая непосредственно обрабатывает информацию, поступающую от ваших глаз. Возможно, зрительная система «видит» это неправильно. Альтернатива состоит в том, что зрительная система «видит» это прекрасно, но какая-то другая часть мозга отвергает это, создавая новую реальность.
В эксперименте участвовало всего девять участников, но о каждом из них было собрано много данных. Каждый участник завершил эксперимент (и прошел сканирование мозга) 10 раз.
Вот что показал анализ. Эта зрительная система в задней части мозга? Иллюзия не кажется обманутой. Каждая анимация вызывает разные паттерны активации зрительной коры. Другими словами, «зрительная система думает, что они разные», — говорит Кавана.
Итак, зрительная система правильно «видит» эти две анимации по-разному. Тогда почему мы воспринимаем их как одинаковые?
Паттерны активации лобных долей мозга участников — области мышления более высокого уровня, отвечающей за предвидение и принятие решений, — были схожими. То есть: передняя часть мозга думает, что обе анимации движутся в диагональном направлении.
«Существует целый мир визуального анализа, вычислений и предсказаний, происходящих вне зрительной системы, происходящих в лобных долях», — говорит Кавана. Вот где строится «история» реальности — по крайней мере, в этом одном примере, о чем свидетельствует это одно небольшое исследование. (Несомненно: зрение — чрезвычайно сложная система, включающая около 30 областей мозга.
Есть и другие иллюзии, которые, похоже, «обманывают» зрительную кору, потому что история о мозге не может быть простой.)
Но вам не нужна фМРТ, чтобы сделать вывод, что какая-то часть вашего мозга игнорирует простую правду о пути объекта. Вы можете увидеть это сами. «Примечательно то, что даже когда вам говорят, что происходит, вы все равно видите это в иллюзорной форме», — написал в электронном письме Джастин Гарднер, нейробиолог из Стэнфордского университета, не участвовавший в этом исследовании. «Кажется, вы не можете сознательно отвергнуть «неправильную» интерпретацию».
Многие иллюзии работают так: даже когда вам рассказывают о фокусе, вы не можете развидеть иллюзию. Возьмите классическую иллюзию шахматной тени Эдварда Адельсона. Квадраты A и B имеют одинаковый оттенок серого, если смотреть рядом. Но когда B отбрасывается в видимую тень и окружен явно более темными плитками, он просто выглядит светлее. Мне сказали, что в физическом строении наших глаз нет ничего, что могло бы вызвать этот эффект.
Кажущееся осветление плитки B — это история, рассказанная нашим мозгом. Предоставлено Эдвардом Х. Адельсоном
Урок: истории, которые наш мозг рассказывает нам о реальности, чрезвычайно убедительны, даже если они неверны.
Мы не видим реальности. Наше видение отстает от реального мира на 100 миллисекунд.
Почему мы видим историю о мире — историю — а не настоящую? Это не потому, что эволюция сделала наш разум ущербным. На самом деле это адаптация.
«У нас нет необходимого оборудования, и мы бы даже не хотели, чтобы оно тщательно обрабатывало весь объем информации, которой нас постоянно бомбардируют», — говорит Сюзанна Мартинес-Конде, нейробиолог и исследователь иллюзий. в медицинском центре SUNY Downstate.
Подумайте о том, что нужно, чтобы почувствовать движение чего-либо, например объектов в приведенных выше анимациях. Как только свет попадает на сетчатку в задней части наших глазных яблок, он преобразуется в электрический сигнал, который затем должен пройти к системе обработки изображений в задней части нашего мозга.
Оттуда сигнал проходит через наш мозг, создавая то, что мы видим, и создавая наше восприятие этого. Просто этот процесс требует времени.
«Маленький грязный секрет сенсорных систем заключается в том, что они медленные, они отстают, они не о том, что происходит прямо сейчас, а о том, что происходит 50 миллисекунд назад или, в случае со зрением, сотни миллисекунд назад », — говорит Адам Хантман, нейробиолог из исследовательского кампуса Джанелии Медицинского института Говарда Хьюза.
Однако, если бы мы полагались исключительно на эту устаревшую информацию, мы не смогли бы бить бейсбольные мячи битами или отмахиваться от надоедливых мух. Мы были бы менее скоординированы и, возможно, чаще получали бы травмы.
Итак, мозг предсказывает траекторию движения еще до того, как оно произойдет. Он рассказывает нам историю о том, куда движется объект, и эта история становится нашей реальностью. Это то, что, вероятно, происходит с иллюзией Каваны. Так происходит все время.
Не верите? Посмотреть на себя.
Вот простая иллюзия, которая показывает, что наша зрительная система немного отстает.
Это называется иллюзией вспышки. Красная точка движется по экрану, а зеленая точка мигает 90 329 точно 90 330, когда красная и зеленая точки идеально выровнены по вертикали. Тем не менее невероятно трудно увидеть, что красная точка и зеленая точка выровнены по вертикали. Красная точка всегда кажется немного впереди.
LaurentPerrinet/Wikimedia Commons
Это наш мозг предсказывает путь своего движения, рассказывая нам историю о том, где он должен быть, а не где он находится. «Для движущихся объектов — мы видим их впереди на пути их движения, — объясняет Кавана, — ровно настолько, насколько это необходимо». Иллюзия, говорит он, «действительно функциональна. Это помогает нам преодолевать эти задержки и видеть вещи… где они будут, когда мы туда доберемся».
Кавана и Стюарт Анстис из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали более сложную версию иллюзии мгновенного запаздывания.
В приведенном выше GIF вы увидите мигающие красные и синие прямоугольники. Ящики одинакового размера и расположены в одном и том же месте, но красный ящик кажется меньше. Нас смущает движение фона. «Визуальная система предполагает, что [коробки] тоже движутся, и мы видим их там, где они были бы, если бы они продолжали двигаться вместе с фоном», — говорит Кавана. Предоставлено Стюартом Анстисом
По мнению Хантмана, то, что мы воспринимаем как сознание, является в первую очередь прогнозом, а не подачей в реальном времени. Фактическая сенсорная информация, объясняет он, просто служит для исправления ошибок. «Если бы вы всегда использовали сенсорную информацию, ошибки накапливались бы таким образом, что это приводило бы к катастрофическим последствиям для вашего моторного контроля», — говорит Хантман. Наш мозг любит предсказывать как можно больше, а затем использует наши чувства, чтобы скорректировать курс, когда предсказания неверны.
Это справедливо не только для нашего восприятия движения, но и для большей части нашего сознательного опыта.
На истории, которые рассказывает наш мозг, влияет жизненный опыт
Мозг рассказывает нам историю о движении объектов. Но это не единственная история, которую он рассказывает. Он также рассказывает нам истории о более сложных аспектах нашего визуального мира, таких как цвет.
Взгляните на иллюзию ниже от японского психолога и художника Акиёси Китаока. Вы можете наблюдать за своим собственным мозгом в режиме реального времени, меняя его предположение о цвете движущегося квадрата. Имейте в виду, что физический цвет квадрата не меняется. Вы можете смотреть на эту иллюзию и чувствовать, что ваш мозг сломан (у меня так было, когда я впервые увидел ее). Это не. Это просто показывает, что наше восприятие цвета не является абсолютным.
Акиёси Китаока@Акиёси Китаока
Цвет движущегося квадрата меняется, хотя цвет остается постоянным.
Цвет — это вывод, который мы делаем, и он служит для принятия осмысленных решений об объектах в мире.
Но если бы наши глаза действовали как научные инструменты, описывающие точные длины световых волн, их постоянно обманывали бы. Красный цвет может не казаться красным в синем свете.
Наш мозг пытается объяснить это. «Мы не пытаемся измерить длину волны, мы пытаемся что-то сказать о цвете», — говорит Сэм Шварцкопф, специалист по зрению из Оклендского университета. «А цвет — это иллюзия, созданная нашим мозгом».
Когда мы думаем, что объект купается в синем свете, мы можем интуитивно отфильтровать этот синий свет. Вот как работают многие из этих цветовых иллюзий. Мы используем окружающие цветовые сигналы и предположения об освещении, чтобы угадать истинный цвет объекта. Иногда эти догадки ошибочны, а иногда мы делаем предположения, отличные от других. У неврологов есть некоторые интригующие новые идеи о том, почему наши восприятия могут расходиться друг с другом.
Ты помнишь Платье, да?
В 2015 году плохая фотография платья на мобильный телефон в британском магазине разделила людей в Интернете.
Некоторым это платье кажется сине-черным; другие видят его бело-золотым. Паскаль Уоллиш, нейробиолог из Нью-Йоркского университета, считает, что понял разницу между этими двумя группами людей.
Википедия
Гипотеза Уоллиш состоит в том, что люди делают разные предположения о качестве света, падающего на платье. Это при ярком дневном свете? Или под комнатную лампочку? Бессознательно отфильтровывая цвет света, который, как мы думаем, падает на объект, мы приходим к суждению о его цвете.
Уоллиш считает, что люди, которые видят это изображение по-разному, используют разные схемы фильтрации. Самое интересное, что он предполагает, что жизненный опыт заставляет вас так или иначе видеть платье. Его исследование 13 000 человек в онлайн-опросе выявило взаимосвязь, которая на первый взгляд кажется странной. Время, когда вы естественным образом ложитесь спать и просыпаетесь, называемое хронотипом, коррелирует с восприятием одежды.
Ночные совы или люди, которые любят ложиться спать очень поздно и просыпаться позже утром, с большей вероятностью увидят платье черно-синим. Жаворонки, также известные как жаворонки, с большей вероятностью увидят его бело-золотым. Что происходит?
Предоставлено Journal of Vision
Уоллиш считает, что корреляция коренится в жизненном опыте быть либо жаворонком, либо ночной совой. Он предполагает, что жаворонки проводят больше времени при дневном свете, чем ночные совы. Они более знакомы с этим. Поэтому, сталкиваясь с плохо освещенным изображением, таким как платье, они, скорее всего, решат, что оно залито ярким солнечным светом, в котором много синего, отмечает Уоллиш. В результате их мозг отфильтровывает это. «Если вы предполагаете, что это дневной свет, вы увидите его бело-золотым. Потому что если вычесть синий, останется желтый», — говорит он.
По его мнению, полуночники с большей вероятностью решат, что платье находится при искусственном освещении, и если его отфильтровать, платье будет выглядеть черно-синим.
(Он признает, что измерение хронотипа несколько грубовато: в идеале он хотел бы оценить время пребывания человека в условиях дневного света.)
Раскрыл ли Уоллиш загадку Платья?
«Данные о совах и жаворонках кажутся весьма убедительными для объяснения значительной части индивидуальных различий», — говорит Шварцкопф. Но не все. «Есть еще много других факторов, которые должны иметь здесь сильное влияние. Это может быть предыдущий опыт работы с предметом или связанный с другими аспектами личности людей», — говорит он. «Да, платье продолжает озадачивать».
Для дальнейшего изучения этих феноменов Уоллиш даже создал новый образ, призванный вызвать расхождение в восприятии, основанное на личных характеристиках. Интернет, познакомьтесь с The Crocs. Уоллиш хотел посмотреть, сможет ли он создать изображение, похожее на «Платье», которое вызовет разногласия по поводу цветов самого изображения. Здесь образ туфель и высоких носков представлен без особого контекста. Как вы думаете, какого цвета кроксы? В неопубликованном исследовании Уоллиш обнаружил, что люди видят их либо розовыми, либо зеленовато-серыми.
Это сводится к вашим предположениям о типе света, падающего на Crocs, а также о том, ожидаете ли вы, что носки этого стиля будут белыми. «Эти крокодилы в реальной жизни розовые, — говорит Уоллиш. Courtesy of Pascal Wallisch
Тайна не раскрыта полностью, но урок остается: когда мы сталкиваемся с двусмысленностью — например, со странным освещением на фотографии «Платье», — наш мозг заполняет двусмысленность тем, что нам наиболее знакомо. с. «Люди предполагают то, что видят чаще», — говорит Уоллиш. Если мы больше знакомы с ярким солнечным светом, мы предполагаем, что это освещение по умолчанию.
Но у нас нет возможности узнать, как наш опыт управляет нашим восприятием. «Ваш мозг делает множество бессознательных выводов и не говорит вам, что это вывод», — объясняет он. «Вы видите все, что видите. Ваш мозг не говорит вам: «Я принял во внимание, сколько дневного света я видел в своей жизни»» 9.0003
Уоллиш говорит, что разногласия вокруг Платья, а также другие вирусные иллюзии, такие как Янни и Лорел, возникают из-за того, что наш мозг заполняет неопределенность этих стимулов другим предыдущим опытом.
Мы привносим наши жизненные истории в эти маленькие восприятия.
Считается, что другая иллюзия из учебника, треугольник Канижи, работает примерно так же. В этой иллюзии формы, похожие на Pac-Man, создают в нашем сознании впечатление треугольника. Кажется, что треугольник существует, потому что мы привыкли видеть треугольники. Нам нужно только внушение одного — подразумеваемое через углы — чтобы заполнить остальную часть картины нашим разумом.
Fibonacci/Wikimedia Commons
В 2003 году в журнале Nature Neuroscience была опубликована статья о случае мужчины (названного «Пациент ММ»), который потерял зрение в возрасте 3 лет и восстановил его путем хирургического вмешательства в его 40 лет. В исследовании он не поддался на иллюзию, подобную этой. Он не мог видеть иллюзорный треугольник (в случае этого эксперимента это был квадрат). Возможно, именно то, что мы всю жизнь смотрим на треугольники, заставляет остальных так ясно видеть их на этом изображении.
Пациент ММ не накопил за всю свою жизнь зрительного опыта, чтобы делать прогнозы относительно увиденного. Ему пришлось создавать их с нуля.
Спустя более двух лет после операции пациент М.М. сказал исследователям: «Разница между сегодняшним днем и более двух лет назад заключается в том, что я могу лучше догадываться о том, что вижу. То же самое, что я все еще догадываюсь.
Гэвин Букингем@DrGBuckingham
Горизонтальные линии на самом деле параллельны и совсем не наклонены.
Посмотрите на расстояние между ними в начале и в конце каждого ряда, если не верите.
Прекрасная версия иллюзии стены кафе Виктории Скай.
Иллюзии последствий
Некоторые из этих примеров могут показаться легкомысленными. Какая разница, что одному человеку платье кажется черно-синим, а другому — бело-золотым?
Это важно, потому что ученые считают, что одни и те же основные процессы лежат в основе многих наших более сложных восприятий и мыслей.
Таким образом, нейронаука может помочь объяснить упорную поляризацию в нашей культуре и политике и почему мы так склонны к мотивированному мышлению.
Иногда, особенно когда получаемая нами информация неясна, мы видим то, что хотим видеть. В прошлом исследователи обнаружили, что даже небольшое вознаграждение может изменить то, как люди воспринимают объекты. Возьмите этот классический образ, используемый в психологических исследованиях. Что ты видишь?
Предоставлено Journal of Personality and Social Psychology
Это либо лошадь, либо тюлень, и в 2006 году психологи Эмили Балсетис и Дэвид Даннинг показали, что они могут мотивировать участников исследования увидеть то одно, то другое. В одном эксперименте участники играли в игру, в которой им нужно было следить за животными, которых они видели на экране. Если они видели сельскохозяйственных животных, они получали очки. Если бы они увидели морских существ, они бы потеряли очки. В конце концов, высокий балл означал получение леденца (желательно!), а низкий балл означал, что они будут есть консервированную фасоль (довольно странно).
Последнее, что увидели участники, было изображение выше. Если бы увидеть лошадь означало, что они выиграют и получат конфету, они бы увидели лошадь.
В более сложном примере Балчетис обнаружила, что, когда она просит участников исследования обратить внимание либо на офицера, либо на гражданского лица на видео ссоры с полицией, это может изменить их восприятие того, что произошло (в зависимости от их предыдущего опыта с правоохранительные органы и лицо на видео, с которым они более тесно связаны). «Эта инструкция меняет то, что делают их глаза, — сказал мне Балчетис прошлым летом. «И это приводит их к другому пониманию характера ссоры».
Вы не можете полностью удалить предвзятость из мозга. «Вы не можете изменить тот факт, что мы все выросли в разных мирах», — сказал Балчетис. Но вы можете побуждать людей прислушиваться к другим точкам зрения и интересоваться правдивостью своих собственных.
Нейробиологи, с которыми я говорил, сказали, что основные принципы, лежащие в основе того, как наш мозг обрабатывает то, что мы видим, также лежат в основе большей части нашего мышления.
Иллюзии — это «основа суеверий, основа магического мышления», — говорит Мартинес-Конде. «Это основа для многих ошибочных убеждений. Нам очень некомфортно из-за неопределенности. Двусмысленность будет разрешена тем или иным образом, а иногда и способом, не соответствующим реальности».
Так же, как мы можем смотреть на изображение и видеть вещи, которых на самом деле нет, мы можем смотреть на мир с искаженным восприятием реальности. Политологи и психологи давно зафиксировали, как политические сторонники по-разному воспринимают факты текущих событий в зависимости от своих политических убеждений. Иллюзии и политическое мышление не связаны с одними и теми же мозговыми процессами, но они следуют общему принципу работы мозга.
В некотором смысле предвзятость можно считать социальной иллюзией. Исследования показывают, что многие люди считают чернокожих мужчин крупнее (и, следовательно, потенциально более опасными), чем они есть на самом деле, или обычно ассоциируют более темный оттенок кожи и определенные черты лица с преступностью.
Полицейские могут путать людей, вынимающих кошельки из карманов, с людьми, тянущимися за оружием, часто с трагическими последствиями. Это не означает, что все случаи предрассудков бессмысленны — многие из них разыгрываются с явным злонамеренным намерением, но они также могут быть созданы на основе многолетнего опыта жизни в несправедливом обществе или в результате системного расизма.
Наш мозг усердно работает, чтобы изменить реальность, чтобы соответствовать нашему предыдущему опыту, нашим эмоциям и нашему дискомфорту от неопределенности. Это происходит со зрением. Но это также происходит с более сложными процессами, такими как размышления о политике, пандемии или реальности изменения климата.
Уоллиш придумал название для явления, подобного «Платью», которое порождает расходящиеся восприятия, основанные на наших личных характеристиках. Он называет это «SURFPAD». В изложенном виде это полная ерунда: существенная неопределенность в сочетании с разветвленными или разветвленными априорными предположениями и предположениями приводит к несогласию.
(Давайте остановимся на SURFPAD.) Проще говоря, SURFPAD — это следствие предвзятости или мотивированного восприятия. Когда изображение, событие или какой-либо другой стимул не совсем ясны, мы заполняем пробелы нашими априорными предположениями или предположениями. А поскольку у нас разные априоры, это приводит к разногласиям по поводу рассматриваемого изображения или события. Уоллиш видит это повсюду в обществе.
Недавно я написал в Твиттере о своем разочаровании по поводу того, как могут быть восприняты массовые протесты против жестокости полиции, если кажется, что они привели к увеличению случаев заболевания Covid-19.
Брайан Резник
✔@B_resnick
Прогноз: через несколько недель всезнайки в Твиттере и на телевидении будут бесконечно спорить о том, что привело к росту числа случаев Covid. Ни у кого не будет нужных данных. Это выявит худшее в каждом. И это будет.
.. просто… полный… отстой.
11:13 — 7 июня 2020 г.
Информация о рекламе в Твиттере и конфиденциальность
.. просто… полный… отстой.См. другие твиты Брайана Резника
«Если будет всплеск, будет трудно различить, было ли это возобновление работы или протесты, поэтому люди пойдут со своим предыдущим», — ответил Уоллиш. «Поскольку априоры разные, будут серьезные разногласия. … Что действительно ужасно, так это то, что, учитывая эту структуру, что бы ни случилось, [люди] будут чувствовать себя оправданными, усиливая силу предыдущего и усиливая поляризацию».
Позже я написал ему по электронной почте и спросил, не было ли его склонность видеть SURFPAD в этих текущих событиях просто примером его собственных априорных представлений (что SURFPAD — реальный и влиятельный феномен), окрашивающих его восприятие.
«Конечно, — говорит он. «Это SURFPAD до самого низа».
Нейронаука очень унизительна
Я не хочу, чтобы люди, прочитав это, подумали, что мы не верим своим глазам или что мы не можем учитывать доказательства в своем мышлении.
Мы можем искать проверенные источники информации. Мы можем обратиться к опыту, а также искренне подвергнуть его сомнению. (Также не позволяйте людям подвергать вас газлайтингу — еще одно явление, основанное на склонности мозга генерировать иллюзорные мысли.)
Вместо этого иллюзии и наука, стоящая за ними, поднимают вопрос: как нам жить, зная, что наш опыт может быть немного неправильным?
Нет ответа. И это проблема, которую мы вряд ли решим по отдельности. Я бы посоветовал, чтобы это подтолкнуло нас к более интеллектуальному смирению и выработало привычку искать точки зрения, которые не являются нашими собственными. Нам следует проявлять любопытство к нашим несовершенствам, поскольку это любопытство может приблизить нас к истине. Мы можем создать культуру и институты, которые прославляют смирение и снижают социальные издержки за высказывание: «Я был неправ».
Это непросто. Наша психология мешает. «У нас есть этот наивный реализм, что то, как мы видим мир, таково, как оно есть на самом деле», — сказал мне Балчетис в прошлом году.
