Серия «Universum» — флагман издательства «Лаборатория знаний», состоящая из переводов
Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть
В своей книге Себастьян Сеунг, известный американский ученый, профессор компьютерной нейробиологии Массачусетского технологического института, рассказывает о самых последних результатах, полученных на пути изучения коннектома человека.
Коннектом — это совокупность всех нейронных связей в организме. И хотя термин был введен только в 2005 году, исследования в области происходили и раньше: в 1986 году был описан коннектом
Как представить коннектом хотя бы червя и причем здесь монтажные схемы?
«Устрашенные сложностью человеческого мозга, многие нейробиологи предпочли изучать животных, поскольку нейронов у них значительно меньше, чем у человека. Червь лишен того органа, который мы именуем мозгом. Нейроны у него рассеяны по всему телу, а не сосредоточены в отдельном органе. Вместе они образуют нервную систему, состоящую всего из трех сотен нейронов. Что ж, с этим еще можно попробовать справиться. Наверняка даже Паскаль, с его склонностью к депрессии при мысли о бесконечной сложности природы, не испугался бы нейронного леса червя Caenorhabditis elegans (С. еlegans) — так
Каждый нейрон этого червя имеет характерное местоположение, форму и даже имя, присвоенное специалистами. Черви в
Более того, существует полная карта этой стандартизированной нервной системы. Результат напоминает летную карту из тех, что встречаются на последних страницах журналов, выпускаемых авиакомпаниями. Четырехбуквенное имя каждого нейрона похоже на буквенный код, имеющийся у каждого аэропорта мира (правда, аэропортам присваивают трехбуквенные). Линии отражают связи между нейронами, подобно тому как линии на летной карте соответствуют маршрутам между городами. Мы называем два нейрона „связанными“, если в точке, где они соприкасаются, есть небольшой стык, сочленение, именуемое синапсом. Через синапс один нейрон отправляет послания другому.
Инженеры знают: для того, чтобы сделать радиоприемник, нужно определенным образом соединить проводами различные детали — резисторы, конденсаторы, транзисторы. Нервная система представляет собой набор нейронов, связанных „проводами“ — тонкими ветвями, о которых мы говорили выше. Вот почему карту, показанную на рисунке, первоначально называли „монтажной схемой“ или „схемой подключения“. Недавно появился новый термин — коннектом. Это слово ассоциируется не с электротехникой, а с геномикой. Вероятно, вы слышали про ДНК — длинную молекулу, напоминающую цепь. Отдельные звенья этой цепи — нуклеотиды, небольшие молекулы четырех типов, обозначаемые буквами, А, Г, Ц и Т1. Ваш геном — последовательность нуклеотидов вашей ДНК, представляемая как длинный ряд букв четырехбуквенного алфавита. Ваш мозг в принципе можноисчерпывающе описать такой же диаграммой, как и для червя C. elegans, только эта диаграмма будет куда сложнее. Позволит ли ваш коннектом узнать о вас
Я — животное. История о том, что делает нас млекопитающими
Лайам Дрю рассказал историю о том, что делает нас млекопитающими. Он сделал это с точки зрения современных ученых, знающих, что такое ген и как с этой буквой нашей сущности работать. Однако люди, жившие в Средние века или в каменном веке, не были знакомы с генами. Они просто видели сходство и, как было привычно в те времена, списывали увиденный факт, который не могли объяснить, как акт магии. Так появлялись истории о прямоходящих медведях, некогда бывших людьми…
Идеи совершенствования человека за счет признаков других животных тоже имели место. Желание «прибавить» к себе часть животного вылилось в легенды и мифы об оборотнях, причем в качестве звериного материала выступали не обязательно волки. Более того — шла речь о соотношении звериного и человеческого, что в итоге приводило к вечному вопросу человечности личности в целом. Физические же свойства отдельных людей вошли во многие языки как прилагательные с «животными» корнями или даже фразеологизмы.
Некоторые религии, в отличие от христианства, предусматривали появление человека от животных или же богов с животными чертами, от которых, как связующего звена,
Осознание, что люди — млекопитающие, пришло к нам не сразу, но сегодня это понятно каждому школьнику. Знали ли вы, что игры тоже объединяют нас с животными?
«Эта книга не существовала бы, если бы я не участвовал в игре, где пыхтящие и сопящие взрослые люди пытаются переместить мяч в сетку, не используя своих рук. Изабелла в настоящее время балует меня короткими футбольными играми, но она предпочитает делать поделки. Марианна любит нянчиться со своими куклами. Они обе танцуют, играют в доктора, и вместе успевают содержать отличное игрушечное кафе; если, конечно, они не слишком заняты тем, что дразнят друг друга. Человеческая игра.
В 1872 г. Герберт Спенсер предположил, что игра позволяет теплокровным животным „сбросить“ лишнюю энергию. А в 1898 г. Карл Гроос выдвинул такую гипотезу: животное, играя, репетирует и оттачивает модели поведения, которые пригодятся ему в важных делах взрослой жизни. Всецело сосредоточившись на млекопитающих, Марк Бекофф, Марек Спинка и Рут Ньюберри предположили в 2001 г.: общий принцип всех игр в том, что такая деятельность готовит животное к встрече с неожиданным».
Таккер, Хильгетаг, Барбас. Мозг. Чердак, лабиринт или опора для шляпы?
В книге собраны ответы специалистов на многочисленные вопросы о мозге, заданные читателями на страницах журнала Scientific American MIND. Вы узнаете, почему внешняя поверхность мозга имеет складки и почему левая половина мозга управляет правой стороной тела и наоборот.
Вопросы в редакцию всегда поступают настолько же разнообразные, насколько неожиданные. Например, хорошо ли вы помните свое раннее детство?
«Структуры мозга, отвечающие за хранение нашего опыта, — гиппокамп и медиальная височная область — начинают нормально функционировать к концу первого года жизни. Младенцы и дети до трех лет могут помнить такие события, как подарок от любимого дяди или поломку любимой игрушки.
Впоследствии, однако, данные воспоминания меркнут или исчезают.
Одной из причин может быть то, что префронтальная кора мозга в раннем возрасте не участвует полноценно в процессе формирования памятного следа. Воспоминание о событии состоит из множества отдельных кусочков информации, которые вместе образуют целостную картину. В любом возрасте мы пытаемся вызвать воспоминание при помощи одного исходного фрагмента сведений („сигнал для извлечения из памяти“), который стимулирует процесс вспоминания.
Некоторая информация из воспоминания не важна для конкретного события, например где мы стояли, когда сделали первый шаг, но является ключевой для процесса воспроизведения памятного следа. Префронтальная кора, которая продолжает развиваться в течение всего периода детства и даже во взрослом возрасте, участвует в хранении такой контекстной информации. Таким образом, если эта область мозга не задействована в формировании памяти в раннем возрасте, значит, дети не могут сохранять живые, долговременные воспоминания до того времени, как немного повзрослеют».
Раз речь зашла о запоминании и работе мозга, следует также обратить внимание на книгу о правильном старении.
Алан Кастел. С возрастом только лучше. Технологии успешного старения
Думаете, эта книга нужна только тем, кто перешагнул некую невидимую черту «совсем взрослой жизни»? Но как можно встретить во всеоружии то, к чему вы не готовитесь? Точнее — стараетесь не думать. Самое понятие «старость» зачастую ассоциируется с рядом проблем, среди которых провалы в памяти. Но все ли правда из того, что мы помним?
«Вообще говоря, то, какими мы видим вещи, влияет на то, что мы запоминаем. Мы используем контекст для интерпретации увиденного, и затем он руководит нами в процессе отбора того, что запоминать, а что нет. Применение уже имеющихся у нас знаний и опора на контекст очень помогают интерпретировать поступающую информацию.
Возможно, по мере старения мы все лучше составляем резюме, подытоживаем, запоминаем суть
ПОСТЕЛЬ, ОТДЫХ, ПРОБУЖДЕНИЕ, УСТАВШИЙ, СНОВИДЕНИЕ, ДРЫХНУТЬ, ПРИКОРНУТЬ, ОДЕЯЛО, ВЗДРЕМНУТЬ, ОТРУБИТЬСЯ, ХРАПЕТЬ, ПРИЛЕЧЬ, ПОКОЙ, ЗЕВАТЬ, ВЫСПАТЬСЯ
На минутку отвлекитесь от текста: сможете вспомнить эти слова? Произнесите их вслух, а лучше напишите на листке бумаги. Сколько слов вы запомнили?
Пока не возвращайтесь к исходному списку. Вот вам другая разновидность вербального теста — тест на узнавание. Есть ли в этом списке слово ВЗДРЕМНУТЬ? А как насчет слова ОКНО? А как насчет слова СОН? Возможно, вы запомнили несколько этих слов или помните, что все они имели отношение к теме сна. Но было ли в списке слово СОН? Вам могло показаться, что оно в него вошло, однако на самом деле в исходном перечне его нет.
Люди всех возрастов частенько ошибочно «вспоминают», что они видели в этом списке слово СОН, хотя на самом деле его там нет: оно просто возникло у них в сознании. Должно ли это проявление «ложной памяти» обеспокоить вас? Нет, речь идет просто о побочном следствии наших нормальных процессов запоминания и вспоминания. Когда мы пытаемся
Серия «Universum» разнообразна. В ней можно найти книги не только о строении человека, но и даже издание с проверкой научно-фантастических кинолент на достоверность. Кстати, возвращаясь к теме нейронов и их количества у человека и животных, М.Брукс и Р. Эдвардс в «Матрице для чужого» приводят следующее объяснение к фильму «Планета обезьян».
«Наиболее очевидное различие между мозгом шимпанзе и мозгом человека — количество взаимосвязанных нейронов (7 млрд и 86 млрд соответственно). Отсюда — первый вариант увеличения разумности шимпанзе:
Вот почему в фильме герой Франко использует для этого обезьян, а конкретнее — шимпанзе. Это наши ближайшие родичи, а значит, их мозг вполне подходящий аналог человеческого и, скорее всего, будет выдавать подходящие и стабильные результаты. Оставим в стороне дискуссии об этичности тестирования таких штук на приматах (в Великобритании оно запрещено, а в США разрешено для всех приматов, кроме шимпанзе). Обсуждается другой серьезный вопрос: что, собственно, введение человеческого генетического материала сделает с животным, особенно с таким, которое и без того довольно похоже на человека?»
Похожие подборки
Не знаете, что почитать?
