Головному мозгу человека и других приматов приходится постоянно справляться со множеством задач. Ученые длительное время не могли точно сказать, специализируются ли отдельные клетки головного мозга на выполнении только одного типа заданий или же способны решать разнообразные задачи и принимать участие во многих функциях организма. Последние эксперименты исследовательского центра MIT Picower Institute for Learning and Memory вынудили мировое научное сообщество склониться в сторону теории многозадачности.



Профессор Эрл Миллер (Earl Miller) рассказал о результатах последних научных опытов. Когда обезьяне предлагали выполнить два разных задания, половина клеток ее мозга поочередно переключалась между задачами. Нейроны префронтальной коры способны намного более оперативно переключаться между заданиями, чем клетки других частей мозга.

Это подтверждает тот факт, что нейроны способны приспосабливаться для исполнения разнообразных задач и быстро реагировать на смену приоритетных целей. Профессор Миллер уверяет, что совсем не удивлен полученными результатами. Человеческое мышление очень гибкое. Это достигается благодаря тому, что часть головного мозга способна быстро перестраивать свою работу.

Источник

Мыши лучше справляются с работой, если они не держат в памяти лишнего. Такое же вряд ли можно непосредственно применить для людей, однако данные нового исследования могут сыграть большую роль в медицине (фото AP).

Если замедлить процесс возникновения новых клеток мозга, связанных с воспоминаниями, то это может заметно улучшить состояние кратковременной памяти. Такое парадоксальное открытие сделали учёные из медицинского центра университета Колумбии (Columbia University Medical Center) и из института исследований мозга при университете Калифорнии в Лос-Анджелесе (Brain Research Institute).

Как показало новое исследование, залогом хорошей памяти является несколько неожиданное условие: нужно, чтобы нейроны слабо развивались в гиппокампе – в части мозга, связанной с формированием воспоминаний. Как показали опыты с мышами, это позволяет животным быстрее забывать старую и ненужную информацию и делает их более восприимчивыми к новой.
Читать далее...

Только что приобретённая информация, например новое имя или телефонный номер, гораздо легче вылетает из головы, чем то, что мы уже некоторое время помним. Теперь известный всем повседневный опыт получил научное объяснение благодаря команде неврологов из американской лаборатории в Колд Спринг Харбор (CSHL) и университета Тсинхуа (Tsinghua University).

Как сообщают исследователи, в ходе опытов над плодовыми мушками-дрозофилами им удалось выявить три основных типа потери кратковременной памяти. Несмотря на то что они различаются по быстроте и причине забывания, механизм во всех случаях один – проявление активности в грибовидном теле насекомого протеина, известного под названием Rac.

Генетически изменённые мушки, у которых в мозгу активность белка была повышена, в процессе лабораторного эксперимента гораздо быстрее забывали искусственно созданные неприятные запахи, натыкаясь на них снова и снова. Биологам также удалось успешно обратить процесс вспять – блокировка активности Rac вызвала улучшение кратковременной памяти и продление её у подопытных мушек с обычных трёх часов до почти целых суток.


Грибовидные тела (corpora pedunculata) – парные структуры в мозге насекомых и других членистоногих, состоящие из нескольких нейронных слоёв, прообраз мозговой коры. Их основная роль заключена в выработке ассоциаций (иллюстрация Yi Zhong et al./Cell).

Читать далее...

Это просто... Даже нет слов!

===
Многообещающая новость: исследователи сумели получить осмысленные ответы на свои вопросы от человека, по всем клиническим признакам давно являющегося "овощем". "На мой взгляд, эта работа представляет собой прорыв в когнитивной науке и неврологии, и она, возможно, будет основой для более открытой дискуссии о том, что значат бодрствование, настороженность и человек".


"Это первый случай, но, по крайней мере, он показывает, что технология ныне оспаривает существующие границы клинического обследования", – так говорит о сенсации один из её творцов (фото UK Medical Research Council).

Читать далее...

Проведенные японскими нейробиологами эксперименты на крысах и мышах показали, что развитие новых нервных клеток в гиппокампах животных играет ключевую роль в формировании долговременной памяти.



Гиппокамп, напомним, выполняет важную функцию в системе памяти: воспоминания задерживаются в нем на некоторое непродолжительное время, а затем передаются на длительное хранение в кору головного мозга. Факт непрерывного образования новых нейронов в зубчатой извилине гиппокампа многих млекопитающих (мышей, крыс, обезьян, людей) установлен давно, однако о роли этих нейронов ученые не знали.

Читать далее...

Школьные учебники по биологии рассказывают, что нейроны передают информацию посредством химических сигналов, пересылаемых через синапсы, места контактов между аксонами, отростками нервных клеток. Учёные из венгерского университета Сегеда (Szegedi Tudományegyetem) обнаружили, что это не всегда так.

Биологи из Венгрии решили поэкспериментировать с нейроглиаформными клетками (neurogliaform cell), расположенными в коре головного мозга. Предыдущие исследования в данной области показали, что эти клетки блокируют работу других клеток мозга, испуская нейромедиатор под названием гамма-аминомасляная кислота (GABA), который обычно передаёт информацию через синапсы.
Читать далее...

Мысли, мечты, воспоминания – это глубоко личное до тех пор, пока не воплотится в словесную, письменную либо художественную форму. Так остаётся и поныне, но с одной оговоркой: современные технологии, в частности, сканирование мозга магнитно-резонансной томографией и алгоритмы распознавания "сканов", позволяют усомниться в том, что скрывать истинное "Я" за маской физического обличия человек сможет всегда. Можно отметить тенденцию концентрации внимания учёных за последние несколько лет на переводе активности мозга в изображение, на которое смотрит человек. Подобные эксперименты отнюдь не провальные, о чём мы уже писали. Но если большинство тестов проводились со статическими картинками, то свежие результаты показывают возможность воссоздания динамических изображений, видимых испытуемым, и даже определения события, о котором "прокручивается" воспоминание.



На прошлой неделе на встрече Ассоциации неврологии (Society for Neuroscience) в Чикаго Джек Гэллэнт (Jack Gallant) из Калифорнийского университета (University of California) в Беркли представил результаты одной из самых впечатляющих работ в данной области. Вместе с коллегой Шинджи Нишимото (Shinji Nishimoto) он показал, что можно создать грубую репродукцию видеоролика, который человек уже посмотрел, с помощью изучения активности мозга. Участники конференции не преминули отметить, что когда-нибудь техника сможет читать воспоминания и планы на будущее. Совершенно неудивительно вызываемое фактом таких разработок беспокойство, ведь способность заглядывать в чужое сознание – это мощный инструмент в любых руках. Поэтому многие исследователи очень осторожны в терминологии и предпочитают "чтению мыслей" "декодирование нейронной активности", подчёркивая ограничения.
Читать далее...

Связь мозга с мозгом минуя сознание это конечно прикольно... Но гораздо интереснее было бы связь сознание-сознание минуя компьютер :) Ну или хотя бы без использования таких устройств ввода/вывода как клавиатура/монитор и микрофон/динамики ...
Ждёмс. Такими темпами лет через 5-7 будет первый прототип устройства для мыслелсвязи :)

===

Схема опыта (пояснения в тексте) (иллюстрация University of Southampton).

Британцы на практике показали, что один мозг можно связать с другим через Сеть так, что они будут взаимодействовать одной "силой мысли". Необычный опыт провела группа учёных под руководством Кристофера Джеймса (Christopher James) из университета Саутгемптона.
Читать далее...

Ну вот и дождались :( Теперь исследования мозга позволят промывать его (мозг) всё эффективнее и эффективнее...

===
Новая технология, анализирующая активность мозга при просмотре кино или рекламы, открывает дорогу к созданию блокбастеров и роликов, способных вызвать невероятный уровень сопереживания.



продолжение

Гиппокамп – часть мозга, играющая ключевую роль в записи и воспроизведении воспоминаний. Но ранее исследователи сосредотачивали усилия на раскрытии секретов его работы в явной памяти. Между тем, как свидетельствуют новая работа, та же часть мозга умеет хранить и неосознанные, так называемые "связанные" воспоминания (фото с сайта commons.wikimedia.org).

Ваши глаза и ваш мозг могут сохранить память об объекте, даже если на сознательном уровне вы не помните его. Новые аспекты превращения подсознательных воспоминаний в явные открыли Дебора Ханнула (Deborah Hannula) и Чаран Ранганатх (Charan Ranganath) из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC Davis).

В новой серии опытов добровольцам сначала показали 216 пар фотографий — по одному лицу и одному пейзажу рядом. Затем испытуемым снова предъявили сцены, но уже вместе с тремя фотопортретами. Нужно было указать на тот, что был связан с данной местностью.

Во время ответов на тест учёные проводили магнитно-резонансное сканирование мозга испытуемых, а также измеряли движение их глаз. Так выяснилась удивительная вещь: добровольцы чуть дольше задерживали взгляд на правильном лице, и при этом их гиппокамп показывал всплеск активности, даже если сам человек затем указывал на неверный ответ.
Читать далее...

Томограф, необходимый для извлечения подобных образов из мозга человека, – громоздкая штуковина. Но кто знает, во что новая технология выльется завтра? (иллюстрация Naselaris et al.)

Сразу две научные группы сообщили о независимых, но похожих по сути экспериментах, приблизивших науку ещё на один шаг к пресловутому чтению мыслей. Теперь можно по "отпечатку" мозговой активности вычислить, на какое число или какую картинку только что смотрел человек.
Читать далее...

Группа исследователей из Канады, Франции и Швейцарии выяснила, что повышение экспрессии одного из протеинов в головном мозге мышей стимулирует их к исследованию окружающего пространства.


Схема одного из опытов, проведенных учеными. В небольшом «бассейне», заполненном непрозрачной жидкостью, мышь должна была отыскать скрытую платформу. Вокруг бассейна располагались предметы, по которым животное могло ориентироваться.

Ученых интересовала определенная область мозга — зубчатая извилина, один из отделов гиппокампа, связанный с формированием долговременной памяти и способностью к ориентированию в пространстве. Увеличив экспрессию протеина NCS-1 (ранее было установлено, что он влияет на развитие биполярного аффективного расстройства и шизофрении у людей) в этой области, авторы отметили, что мыши стали с большей охотой исследовать окружение. Кроме того, повышение экспрессии белка благотворно сказалось на возможностях пространственной памяти и длительной потенциации у животных.
Читать далее...

Процессы мышления, вызова воспоминаний и сны имеют больше общего на нейрофизиологическом уровне, чем принято считать. Об этом говорят Мэтью Уилсон (Matthew A. Wilson) и его коллеги из института исследований обучения и памяти Массачусетского технологического (Picower Institute for Learning and Memory), поставившие ряд новых опытов.

Уилсон продолжает свои интересные исследования механизма памяти у животных (косвенно раскрывающие секреты и нашего собственного мозга). Ранее он и его коллеги установили, что крысы вспоминают обучение задом наперёд и что грызунам буквально снятся зрелища прошедшего дня.

Теперь учёные решили сопоставить работу нейронов в мозге зверьков в разных случаях: когда те проходили новый лабиринт, преодолевали знакомый лабиринт и останавливались на полпути, вспоминая, куда нужно повернуть дальше, и когда крысы спали и им снилось прохождение всё того же лабиринта.
Читать далее...

Может ли копия биологического мозга быть построена на основе суперкомпьютера?


Компьютерное моделирование верхнего слоя колонки Маунткастла (neocortical columns) (узловые структуры содержащие от 10 до 70 тысяч нейронов) мозга крысы. Здесь возбуждённые нейроны подсвечены голубыми и желтыми цветами. Courtesy of Alain Herzog/EPFL

В подвале университета в Лозанне, Швейцария, стоят четыре черных ящика, каждый размером с холодильник, и начинённые 2 000 микропроцессорами IBM. Вместе они формируют процессорное ядро машины, которое поддерживает 22.8 триллионов операций в секунду. Они не содержат никаких движущихся частей и работают устрашающе тихо. Когда компьютер включен, единственная вещь, которую Вы можете услышать, - непрерывные вздохи массивного кондиционера. Это - Blue Brain.

Директором проекта является Анри Маркрам (Henry Markram), невролог из технического университета Швейцарии («Polytechnique Fédérale de Lausanne» (EPFL))

Менеджером проекта Blue Brain является Феликс Шюрманн (Felix Schürmann). Перед этим проектом Шюрманн работал над экспериментальными отдалёнными областями информатики, развивая модели квантовых вычислений.

Название суперкомпьютера является буквальным: каждый из его микрочипов запрограммирован так, чтобы действовать точно так же, как и реальный нейрон в реальном мозге. Поведение компьютера с высокой точностью копирует события в клетках головного мозга. Это первая модель мозга, которая была построена снизу вверх. Существует много моделей в этой области, но эта - единственная, по мнению Маркрама, которая является полностью биологически точной. Его мнение основывается на том, что они начали работу с наиболее основных фактов о мозге.
Читать далее...

...силой воображения действительно можно изменять реальность», — заключают ученые.

===
Психологи Кристофер Даволи (Christopher Davoli) и Ричард Абрамс (Richard Abrams) из Университета имени Вашингтона в Сент-Луисе (США) доказали, что воображение может оказывать значительную поддержку человеку в реальной жизни.


Экспериментальная установка, использованная психологами в предыдущем исследовании подобного рода; в рассматриваемой работе участники должны были «мысленно» положить руки на монитор, не поднимая их с колен (фото Ричарда Абрамса).

В опытах ученых была задействована группа студентов, от которых требовалось как можно быстрее отыскать среди разбросанных по экрану монитора букв предварительно выбранные экспериментатором и отметить выполнение задания нажатием кнопки. На время прохождения теста участников просили представить себе одну из двух ситуаций: в первой из них испытуемый держит монитор обеими «воображаемыми» руками, а во второй его руки находятся за спиной.
Читать далее...

Вот оказывается как. Всётаки психологической подготовке спортсмена надо уделять не меньше, а то и больше времени чем физической!

===
...
Результаты исследования, таким образом, могут служить подтверждением теории о том, что возможности человека ограничиваются не характеристиками конкретных органов, а влиянием головного мозга. Его стимулирование (употребление энергетических напитков) приводит, соответственно, к кратковременному повышению выносливости.
подробнее

Общение утомительно, что и говорить. Потому особенно активным и общительным мушкам приходится спать дольше (фото Washington University School of Medicine).

Ощущение тяжести в голове и затуманенности сознания у невыспавшегося человека возникает неслучайно. Опыты на мушках-дрозофилах, проведённые группой исследователей из университета Висконсина-Мэдисона (University of Wisconsin-Madison), показали: сон помогает мозгу избавиться от всего лишнего, в буквальном смысле счищая с нейронных соединений ненужные белки.

Учёные обнаружили, что уровень протеинов, которые помогают передавать информацию через синапсы (места соединения между двумя нейронами), во время сна уменьшается примерно на 30-40%. Таким образом мозг как бы избавляется от ненужной информации, чтобы иметь возможность на следующий день "записать" новую.
Читать далее...

Группа ученых из Медицинского центра университета Техаса в Хьюстоне (США) экспериментально доказала, что внимательное наблюдение за каким-либо объектом может, вопреки распространенному мнению, помешать человеку получить максимальный объем информации о заинтересовавшем его предмете. «Даже если вы игнорируете внешние раздражители, ваш мозг постепенно накапливает знания о них, которые впоследствии будут учитываться в процессе принятия решений, — сообщает ведущий автор исследования Валентин Драгой (Valentin Dragoi). — Удивительно, но концентрация внимания может даже ослабить способность человека к обучению».



Читать далее...

Однако можно и наоборот, не бабочка или крыса роботом управляет, а микросхема жуком. Тоже интересный подход. Действительно, зачем придумывать микробота, если в природе уже всё есть? Надо только перехватить управление :)
Интересно, сколько понадобится времени учёным, чтобы разработать такой же чип для управления человеком? Учитывая всё нарастающие темпы прогресса, и черезвычайно высокий интерес со стороны военных - я думаю не долго осталось ждать радиоуправляемых "зомбей"...

===

В Университете Калифорнии в Беркли успешно проведен эксперимент по управлению живым жуком-носорогом с помощью беспроводной связи. Ученые университета управляли движениями крыльев жука и других частей его тела при помощи радио-сигналов, посылаемых на 6 электродов, расположенных в его мозге и мышцах. Они снабдили жука модулем, включающим проводники, передающие сигналы электродам, приемник радио-сигналов, микроконтроллер и элемент питания.


Читать далее...

То у них крысы истребителем управляют, то бабочки роботами... Однако интересная тенденция :)

===
Одной из главных проблем, с которыми сталкиваются разработчики современных автономных роботов, является написание алгоритмов их поведения и реагирования на определенные ситуации. Но у конструкторов есть весьма изящный, но и довольно сложный выход – использовать мозг живых организмов, которые уже умеет отлично решать задачи и находить оптимальное в конкретной ситуации решения. И если использование сложнейшего органа обработки информации, который присутствует у высокоразвитых организмов, пока невозможно, то вот мозг насекомых достаточно прост, чтобы применять его для управления роботами и тем самым осуществлять исследования механизмов его функционирования.



Читать далее...