ВНИМАНИЕ! На форуме началось голосование в конкурсе - астрофотография месяца МАРТ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Американские ученые продемонстрировали, что обезьяны, как и люди, способны к сложным размышлениям. Например, они умеют учитывать комбинации факторов. При этом приматы не импульсивно гонятся за первым доступным вариантом, а находят оптимальное решение, исходя из ограничений, затрат и последствий.
Наличие двигательных реакций на обонятельные стимулы при различных синдромах отключения сознания ассоциировано с его лучшим последующим восстановлением. Согласно результатам исследования китайских ученых, опубликованным в журнале Frontiers in Neuroscience, у людей без реакции на запахи в головном на электроэнцефалограмме отмечался более высокий взвешенный индекс фазового запаздывания в тета-диапазоне.Тяжелые травмы головного мозга могут привести к различным стадиям отключения сознания, таким как кома, вегетативное состояние, состояние минимального сознания и выход из него. Эти стадии отличаются по двигательным и речевым реакциям пациента на внешние сенсорные раздражители: болевые, звуковые, зрительные. Так, пациенты в вегетативном состоянии не чувствительны к внешним раздражителям и не осознают себя и свое окружение, а у людей с минимальным сознанием могут наблюдаться не стойкие признаки целенаправленного поведения в ответ на раздражители. Однако непонятно, насколько обонятельные стимулы подходят для поведенческой оценки сознания.Несколько предыдущих исследований показывали разные результаты обработки корой обонятельной информации, которую оценивали с помощью ЭЭГ, а в одном исследовании их применяли для оценки сознания у больных с разной степенью его отключения. Поэтому Цю Ю Се (Qiuyou Xie) с коллегами из Южного медицинского университета изучил, насколько реакция на обонятельные стимулы может прогнозировать восстановление сознания. Для этого они включили в исследование 28 человек с разными синдромами отключения сознания: у 13 пациентов диагностировали вегетативное состояние, а у 15 — синдром минимального сознания.Всем участникам подносили к носу (на расстоянии около двух сантиметров) вату, пропитанную ванилином, каприновой кислотой (ей пахнут козы), и сухую вату. Пациентам случайным образом давали вату с разным запахом и контрольную вату примерно на пять секунд. Каждое представление повторялось примерно пять раз с интервалом в 30 секунд в виде блока, интервал между блоками составлял около двух минут. Всем пациентам параллельно с предоставлением стимула снимали ЭЭГ.Наличие реакции оценивалось с помощью шкалы расстройств сознания. Ученые разделили участников на две группы: которые реагировали на обонятельные стимулы (общая реакция на стимулы с двумя одорантами, или общая реакция на один стимул, или локальная реакция на один стимул), и которые не реагировали. Пациенты находились под наблюдением в течение трех месяцев.Обе группы пациентов существенно не различались по возрасту, полу, причине заболевания или времени с момента травмы. Всего у 16 пациентов врачи зарегистрировали реакцию на обонятельные стимулы: у четырех пациентов в вегетативном состоянии и у 12 с синдромом минимального сознания. У 15 человек была реакция на приятный запах ванилина, у 12 — на неприятный, у двух — на чистую вату, а у 11 — на оба вида раздражителя. Врачи нашли достоверную связь между наличием реакции и уровнем сознания (р = 0,020).Через три месяца у 10 из 16 пациентов с реакцией на запахи (62,5 процента) восстановились отдельные функции сознания по сравнению с 16,7 процента (2 из 12 пациентов) в группе без реакции на запахи (р = 0,023). В группе без реакции врачи отметили у пациентов высокий взвешенный индекс фазового запаздывания (wPLI) в тета-диапазоне в центрально-теменной области.Таким образом, ученые подтвердили свою гипотезу о том, что обонятельную реакцию можно считать сознательным поведением, и, следовательно, ее можно рассматривать как маркер сознания у людей с синдромами его отключения.О том, что современная наука думает насчет сознания, и какие новые теории пытаются объяснить его суть, можно прочитать в книге нейробиолога Анила Сета «Быть собой: новая теория сознания».
В книге «Быть собой: новая теория сознания» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Марией Десятовой, нейробиолог Анил Сет рассказывает, что науке известно о том, как устроено наше сознание, и выдвигает собственную теорию. По его мнению, мы формируем представление о мире на основе прогнозов мозга, которые ежесекундно корректируются. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным идее о том, что восприятие — это результат предсказаний мозга насчет источников сигналов, которые улавливают наши органы чувств.
И хотя кажется, будто мои органы чувств служат прозрачными окнами в независимую от сознания реальность, а восприятие — это процесс «считывания и вывода» сенсорных данных, на самом деле, я убежден, происходит нечто совсем иное. Восприятие устремлено не снизу вверх или извне внутрь, оно движется преимущественно сверху вниз или изнутри наружу. Наш чувственный опыт строится на прогнозах мозга или «наиболее вероятных предположениях» о причинах и источниках сенсорных сигналов. Как и в случае с коперниканской революцией, это представление о восприятии как о нисходящем процессе, согласуясь со значительной частью имеющихся свидетельств, мало что меняет в видимом мире, однако на самом деле оно меняет все.
Оставшуюся половину века идея восприятия как умозаключения то завоевывала популярность, то отступала в тень, пока где-то в прошлом десятилетии не обрела новое дыхание. Родилась целая плеяда теорий, объединенная названиями «предиктивное кодирование» и «предиктивная обработка»: у каждой имеются свои отличительные особенности, но всех их роднит между собой предположение, что восприятие обусловливается теми или иными умозаключениями, делающимися в мозге.Мою собственную интерпретацию бессмертной идеи Гельмгольца и ее современных воплощений точнее всего отражает представление о восприятии как о контролируемой галлюцинации — термин, который я впервые услышал много лет назад от британского психолога Криса Фрита.
Основные постулаты теории контролируемой галлюцинации в моей трактовке я сейчас перечислю.Во-первых, мозг постоянно строит предсказания насчет источников поступающих к нему сенсорных сигналов, и эти предсказания устремляются каскадом сверху вниз по иерархической лестнице его систем восприятия (серые стрелки на рис. 4). Если вы смотрите на чашку кофе, ваша зрительная кора будет формулировать прогнозы об источнике сенсорных сигналов, поступающих от этой чашки.Во-вторых, сенсорные сигналы, устремленные к мозгу снизу вверх или извне внутрь, полезным образом поддерживают привязку этих перцептивных прогнозов к их источникам (в данном случае к чашке кофе). Эти сигналы служат ошибками предсказания, обозначающими разницу между ожиданиями мозга и тем, что он получает на каждом уровне обработки данных. Корректируя нисходящие прогнозы так, чтобы они подавляли восходящие ошибки предсказания, наиболее вероятные перцептивные предположения мозга сохраняют связь со своими источниками во внешнем мире. С этой точки зрения восприятие представляет собой непрерывный процесс минимизации ошибок предсказания.Третий и самый важный компонент теории контролируемой галлюцинации — это утверждение, что перцептивный опыт (в данном случае субъективный опыт «видения чашки кофе») определяется содержанием нисходящих предсказаний, а не восходящих сенсорных сигналов. Мы никогда не «испытываем» сами сенсорные сигналы, мы испытываем только их интерпретацию.Смешайте эти три составляющие — получится коперниканский переворот в области представлений о восприятии. Нам кажется, что органы чувств раскрывают окружающий мир перед нашим сознательным разумом таким, какой он есть. С такими установками вполне закономерно считать восприятие процессом восходящего распознавания признаков — «считывания» окружающей нас действительности. На самом же деле мы воспринимаем нисходящую, направленную изнутри наружу нейронную фантазию, которую реальность просто обуздывает, а не смотрим на какую бы то ни было реальность сквозь прозрачное окно.
И «нормальное» восприятие, и «ненормальные» галлюцинации включают в себя порождаемые чем-то внутри нас прогнозы относительно источников входящих сенсорных данных, и обе разновидности образуются одним и тем же комплектом основных механизмов в мозге. Разница лишь в том, что при «нормальном» восприятии воспринимаемое связано с источниками в реальном мире и контролируется ими, а в случае галлюцинаций восприятие в той или иной степени теряет связь с этими источниками. При галлюцинациях наши перцептивные прогнозы не обновляются должным образом с учетом ошибок прогнозирования.Если восприятие — это контролируемая галлюцинация, то галлюцинацию по аналогии можно считать неконтролируемым восприятием. Они отличаются, но искать границу между ними — это все равно что искать границу между днем и ночью.
Ключевое предсказание NFT заключается в том, что внутренняя геометрия мозга физически формирует и накладывает ограничения на возникающую динамику совокупности нейронов. Интересное и привлекательное следствие из этого – если отдавать предпочтение пространственным и физическим ограничениям анатомии мозга, то в таком случае, чтобы понять пространственно-структурную активность мозга, нужно учитывать только форму мозга, а не его полный набор связей.В различных областях физики и техники структурные ограничения, влияющие на динамику системы, описываются через понятие о модах системы (eigenmodes). Эти моды представляют собой более фундаментальные пространственные паттерны, чем коннектом, и соответствуют естественным резонансным режимам системы. В таком случае полагается, что пространственно-временные паттерны динамики мозга возникают в результате возбуждения структурных мод мозга. Таким образом, эта точка зрения резко противопоставляется классической, которая утверждает, что сложные паттерны мозговой активности формируются из-за анатомической связи между отделами мозга.Сравнить эти две точки зрения взялись исследователи из Института мозга и психического здоровья имени Тернера (Австралия). В своей работе, опубликованной в Nature, они предлагают новый подход, согласно которому функции мозга могут объясняться именно его структурой. При этом ограничения, которые накладываются на функционал системы, воплощается в виде мод, полученных из геометрии мозга.Описывая свой подход, авторы сравнивают моды со скрипичными струнами, резонансные частоты которых длиной, плотностью и натяжением. Точно так же моды мозга, по мнению исследователей, определяются его структурными — физическими, геометрическими и анатомическими — свойствами. Однако не известно, вносят ли какие-либо из этих специфических структурных свойств доминирующий вклад в динамику мозга.
В результате, как сообщают авторы, эта модель объяснила активность мозга лучше, чем более сложная современная модель, основанная на коннектомах, которая пытается уловить ключевые физиологические детали активности нейронов и сложную схему связи между различными областями мозга. Исследователи показали, что структурные моды, полученные из геометрии мозга, обеспечили более компактное и точное представление о его макромасштабной активности. Также исследователи обнаружили, что большинство из 10 000 различных карт мозга, которые они изучили, были связаны с паттернами активности, охватывающими почти весь мозг. Эти результаты противоречат классической нейробиологической парадигме, которая предполагает, что активность во время выполнения задач происходит в дискретных областях мозга. Сравнение геометрических мод с другими анатомическими (моды коннектома и EDR) и статистическими (рассчитанными с помощью анализа главных компонент и метода Фурье) базисными наборами показывают, что превосходная производительность геометрических мод в контексте захвата макромасштабной активности коры головного мозга не обусловлена просто общими математическими свойствами расширения базисного набора. Скорее этот результат, по мнению авторов, указывает на то, что геометрия представляет собой фундаментальное анатомическое ограничение динамики.
Авторы утверждают, что в неврологии вместо описанного ими подхода используются типичные методы картирования мозга, которые для количественной оценки мозговой активности полагаются на сложные статистические расчеты. При этом физические и анатомические основы генерации паттернов активности мозга не берутся в расчет. Поэтому традиционные подходы к картированию мозга способны выявить только верхушку айсберга в понимании того, как работает мозг. Напротив, использование геометрических мод предполагает использование физических принципов для понимания того, как разнообразная активность возникает из анатомии мозга. Авторы также выражают мнение о том, что существующие модели функционирования мозга нуждаются в обновлении. При этом упор должен быть сделан на том, как волны возбуждения проходят через мозг, а не на том, как сигналы проходят между отдельными областями.
Постоянство памяти сохраняется постоянством электрического поля, которое возникает от меняющегося ансамбля работающих нейронов....Авторы работы полагают, что постоянство памяти поддерживается как раз благодаря постоянству поля: какие именно нейроны будут задействованы, не так уж важно, один и тот же результат в смысле электрического поля можно достичь разными ансамблями клеток.
Реакция нейрона на стимул зависит от того, под какую электрическую микроволну он попал....Речь не о тех альфа-, бета-, гамма-волнах, которые мы измеряем с помощью электроэнцефалографии – они показывают общую картину работы мозга. Волны, возникающие в небольших нейронных сетях – это микроволны, они одновременно возникают в разных областях мозга и распространяются по нейронным сетям. Встречаясь, такие микроволны взаимодействуют друг с другом, и от того, как они провзаимодействуют, зависит активность отдельной клетки. Грубо говоря, если волны погасят друг друга, клетка промолчит в ответ на стимул, если волны усилят друг друга, клетка на тот же стимул отреагирует импульсом. Волновой подход даёт другой инструмент для анализа того, как мозг работает с информацией: нужно работать не с отдельными межнейронными контактами, а с волнами активности; соответственно, такой метод предполагает несколько иной математический аппарат.
Ученые из MIT провели эксперимент, в котором оценивали нейрональную активность мозга обезьян при решении задачи на рабочую память. Ученые выяснили, что паттерн, или рисунок активности не стоит на месте. Он перемещается по мозгу, словно волны на воде. При этом направление, ротация и скорость перемещения зависят от типа нагрузки на рабочую память. Об этом – статья в журнале PLOS Computational Biology. ...Но помимо того, что волна распространяется с течением времени, она еще и крутится в пространстве. Интересно, что крутящихся волн было значительно больше среди всех динамических. При этом, как оказалось, у каждой волны можно наблюдать предпочтительное направление движения. В ходе выполнения задачи на определенной ее стадии вероятность распространения волн в этих направлениях уменьшалась или увеличивалась....Ориентация таких волн изменяется во время выполнения теста на рабочую память, сперва распространяется в две противоположные стороны, но организуясь в одном направлении при тестировании. Ученые сделали предположение, что динамические волны могут быть связаны с поддержанием активности в нейрональных сетях рабочей памяти, позволяя им постоянно оставаться во включенном состоянии.
В исследовании участвовали 40 человек и 15 домашних собак. Оказалось, что у псов, как и у людей, есть область мозга в височной доле, которая дает им возможность воспринимать позы тела. Более того, в восприятии лиц и тел участвуют и другие области мозга животного, причем (в отличие от людей) не только зрительные. Когда собака смотрит на лица и тела, у нее активируются области, отвечающие за обработку запахов.
Рис. 1. Корреляции между умственными способностями (левая, серая часть кольца) и чертами личности (правая, цветная часть кольца). Толщина линий отражает силу корреляции; самые толстые линии соответствуют корреляциям с r > 0,3. Размер сектора, занимаемого каждой чертой или способностью, отражает ее положение в иерархической классификации когнитивных и личностных характеристик. Например, среди умственных способностей самый широкий сектор отведен фактору g — «общему интеллекту». Изображение с вебсайта stanek.workpsy.ch, прилагающегося к обсуждаемой статье в PNAS. На сайте можно рассмотреть эту схему в деталях, а также разобраться в классификации признаков и их содержании
Личностные черты и умственные способности — два важнейших комплекса признаков, характеризующих человеческую индивидуальность. Известно, что личностные и когнитивные признаки не являются полностью независимыми: между ними существуют корреляции, которые давно изучаются, но до сих пор слабо систематизированы и не сведены в единый каталог. Чтобы восполнить этот пробел, американские психологи провели метаанализ тысяч исследований, охвативших более двух миллионов человек из полусотни стран. В итоге удалось собрать данные по 3543 попарным соотношениям между 79 чертами личности и 97 умственными способностями. В 5% случаев (193 из 3543 соотношений) обнаружились сильные (r > 0,3), еще в 13% (449) средние по силе (0,2 > r > 0,3) корреляции. Больше всего положительных связей с умственными способностями обнаружилось у личностных черт, входящих в состав комплексной характеристики «открытость новому опыту». Отрицательных корреляций больше всего у черт, связанных с комплексным признаком «невротизм». Исследование показало, что взаимосвязи между чертами личности и аспектами интеллекта сложнее и многообразнее, чем принято считать. Учет этих взаимосвязей необходим для более глубокого понимания структуры человеческой психики.
Исследователи из США провели ряд экспериментов, чтобы выяснить, как именно люди воспринимают тишину. У участников возникли те же иллюзии восприятия, что бывают со слуховыми или визуальными стимулами. Например, промежуток между двумя тонами казался дольше, если они звучали посреди тишины, возникающей внутри шума, а не посреди полной тишины. Это, по мнению авторов, означает, что люди именно слышат тишину, а не просто понимают сознательно. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Все акустические стимулы слуховая система сегментирует и преобразует в представления дискретных событий. Это может вызывать иллюзии (временные искажения), в которых воспринимаемая продолжительность звуков отличается от реальной. Если тишину мы воспринимаем так же, как звуки, такие искажения должны происходить и с ней.
Таким образом, тишина проявляла себя как звук в этих экспериментах. Ученые пришли к выводу, что испытуемые не просто измеряют продолжительность пауз, а конструируют подлинные объектоподобные представления тишины. И эти представления подвержены временным искажениям так же, как представления о звуках. То есть, вероятно, репрезентации слуховых событий могут возникать даже если положительного акустического стимула нет. Это одна из форм так называемого восприятия отсутствия.
По словам авторов исследования, если нейроны — это музыканты в оркестре, а память — музыка, которую они создают, то электрическое поле — это дирижер.Понятие «схема» (circuit) при описании мозга столь же неоспоримо, сколь и привычно: нейроны образуют прямые физические связи для создания функциональных сетей, например, для хранения воспоминаний или генерации мыслей. Но эта метафора неполна. Что заставляет эти схемы и сети объединяться? Новое исследование показывает, что, по крайней мере, часть этой координации обеспечивается электрическими полями.В исследовании нейробиологов Массачусетского технологического института и Университета Лондона, показано в опытах на животных, что в процессе игры информация, которую они запоминали, координировалась электрическим полем, возникающим в результате электрической активности всех участвующих в процессе нейронов. Это поле, в свою очередь управляет нейронной активностью, или колебаниями напряжения, возникающими на мембранах клеток. По словам авторов исследования, если нейроны — это музыканты в оркестре, области мозга — секции, например, струнные или духовые, а память — музыка, которую они создают, то электрическое поле — это дирижер.Физический механизм, с помощью которого электрическое поле влияет на напряжение мембран нейронов, называется «эфаптической связью». Мембранные напряжения являются основополагающими для деятельности мозга. Когда напряжение превышает пороговое значение, возникает спайк, то есть нейрон срабатывают, посылая электрический сигнал другим нейронам через соединения, называемые синапсами.«Многие нейроны коры головного мозга проводят много времени, колеблясь на грани спайков», — говорит Эрл Миллер, соавтор работы. - «Изменения в окружающем электрическом поле могут подтолкнуть их в ту или иную сторону. Трудно представить, чтобы эволюция не использовала этот механизм».Новое исследование показало, что электрические поля управляют электрической активностью сетей нейронов для создания общего представления информации, хранящейся в рабочей памяти, говорит соавтор работы Димитрис Пиноцис. Он отметил, что полученные результаты могут расширить возможности ученых и инженеров по считыванию информации с мозга, что может помочь в разработке протезов, управляемых мозгом, для людей с параличом.«Используя теорию сложных систем и математические расчеты на бумаге, мы предсказали, что электрические поля мозга управляют нейронами при создании воспоминаний», — сказал Пиноцис. — «Наши экспериментальные данные на животных и статистический анализ подтверждают это предсказание. Это пример того, как математика и физика проливают свет на поля мозга. Исследование может помочь в создании интерфейсов мозг-компьютер».
(A) Три примера мультитрансмиттерных нейронов, использующих везикулярную совместную упаковку двух нейротрансмиттеров на пресинаптических окончаниях.(B) Мультитрансмиттерные нейроны АЦХ/ГАМК, обнаруженные в коре головного мозга, высвобождают АЦХ и ГАМК на разных пресинаптических окончаниях и независимо упаковывают эти нейротрансмиттеры в отдельные пулы пузырьков.(C) Многие дофаминовые нейроны среднего мозга выделяют три нейротрансмиттера; дофамин и ГАМК совместно упакованы в одном и том же пузырьке, тогда как глутамат упакован независимо и высвобождается в разных пресинаптических участках. Credit: Michael L. Wallace, Bernardo L. Sabatini / Neuron 2023
Последние исследования показывают, что исходящие синапсы нейронов могут выделять более одного вида нейромедиатора.
далеко не так просто, как может казаться на первый взгляд.
всё это показывает, что нейрон самостоятельно обрабатывает информацию
вроде бы чат-жпт уже достаточно убедительно показал, что сети триггеров вполне достаточно, при условии, что она достаточно велика
сети триггеров вполне достаточно
у чата-жипити банально искусственно отсутствует долговременная память (сами у него спросите). ему просто не дают "обучаться"
Естественно при определенном масштабе - возможно создать иллюзию мышления за счет этого.
ага. а при ~80 млрд. триггеров можно даже создать иллюзию "сознания". мы все в подобной иллюзии и живём.
Сознание дано в ощущениях, непосредственно наблюдается.