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

Электроды, размещённые в мозге, могут поставлять медикам информацию о месте и времени возникновения эпилептического припадка, данные о работе нейронов в "неисправных" областях или использоваться для управления электроникой силой мысли парализованного человека. Но для успеха и гарантии здоровья пациента очень важен дизайн таких электродов.


Главное преимущество нового имплантата (на снимке он показан на модели мозга) – умение "затекать" в складки и борозды коры, формируя плотный, но при этом не травмирующий живую ткань интерфейс между мозгом и электродами (фото John Rogers).

При внедрении контактов в мозговую ткань возникает большая проблема: сложная геометрия поверхности коры не позволяет вживлять действительно широкие массивы датчиков. Либо такая имплантация несёт с собой слишком много повреждений, либо контакт получается слабый, а часть электродов так и вовсе не работает (участки в углублениях оказываются им недоступны).

Немало было попыток создать идеал имплантата, но, быть может, самый перспективный вариант появился только сейчас.
Читать далее...

Устройство, которое преобразует электрические сигналы мозга в слова и предложения и позволяет мысленно диктовать текст, разработала группа ученых из католического университета бельгийского Лувена, сообщает в четверг университетское издание Campus Insight.



«Это небольшой прибор-электроэнцефалограф, отслеживающий колебания электрической активности мозга, с помощью которого люди могут силой мысли печатать текст. Это означает, что парализованные или страдающие расстройствами речи люди смогут общаться с внешним миром», – поясняет руководитель проекта профессор Марк ван Хюлле (Marc Van Hulle), слова которого цитирует издание.

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...

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...

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...

Совсем недавно японская компания Honda показала общественности свою уникальную разработку – робота ASIMO, управление которым осуществляется при помощи «силы мысли». Считывая информацию о мозговой активности, система автоматически преобразует ее в команды, передающиеся для выполнения роботу. Но особо практического интереса разработка не представляла, скорее являясь демонстрацией возможностей нового поколения роботов, а также мощи инженерных кадров самой компании Honda. Куда любопытнее разработка команды исследователей из Университета Сарагосы – роботизированное кресло, движением которого пользователь управляет все той же силой мысли.

Сразу понятно, что основное применение уникального устройства – передвижение физически ограниченных пользователей. Сразу стоит оговориться, что принцип работы роботизированного кресла заключается во все том же получении информации относительно мозговой деятельности человека. Впрочем, в данном случае задача анализа полученных «физиологических» данных заметно упрощена, по сравнению с разработкой инженеров Honda. Дело в том, что испанские исследователи решили сделать ставку на поиск крайне незначительных флуктуаций мозговой активности, являющихся ответной реакцией на световые импульсы.
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...

Оказывается чем быстрее работает мозг, тем дольше живёшь. Вообще-то логично, ведь мозг управляет абсолютно ВСЕМИ процессами в организме. Соответственно чем он лучше управляет, тем лучше работает организм, и дольше существует в исправном состоянии...
Однако пошёл-ка я мозг качать %)

===
20 лет учёные из университета Эдинбурга (Edinburgh University) следили за семью с половиной тысячами людей, а затем исследовали зависимость продолжительности их жизни от физической активности, вредных привычек, скорости реакции, лишнего веса и ещё нескольких факторов. Среди самых критичных для долголетия позиций неожиданно оказалась та, о которой раньше особо не задумывались.

Читать далее...

Вот никогда не понимал - зачем человеку спать? Не, ну понятно зачем, чтобы отдохнуть. Но ЗАЧЕМ? Зачем человеку отдыхать? Неужели природа не могла что-нибудь по-лучше придумать? Ведь у нас всёравно практически все органы дублируются. Даже полушарий мозга и то два. Если уж органы не могут работать непрерывно (вот хоть убей не пойму почему :/ ), можно ведь было всё настроить таким образом, чтобы, к примеру, днём работала одна группа органов а ночью другая... Зачем же вырубать ВЕСЬ организм на целых 8 часов!!! На мой взгляд это очень глупо, треть жизни проводить в полностью беспомощном состоянии - во сне. Хотя, конечно, что такое сон до сих пор никто толком и не знает... Так, исследованы кое-какие физиологические процессы происходящие во сне, выделены его основные функции... Но конкретно сказать зачем человеку (да и вообще животным) спать - никто не может. Хотя все учёные единогласны во мнении что сон для организма важнее пищи. Непонятно почему, но это факт.
Вот машину например, заправил бензином и она едет себе пока бензин не кончится. Заправил опять - и снова в путь. И так до тех пор пока не сломается. Почему с живыми организмами так не получается? Ну покушал бы чего-нибудь и снова в "бой"... Так нет же, ещё и поспать надо... Отдохнуть. Восстановить какие-то непонятные "силы". Что за "силы" мы восстанавливаем во сне?
Я конечно понимаю, что у каждой детали есть свой ресур наработки на отказ. И если бы машина треть "жизни" проводила в покое в гараже, она бы прослужила на треть дольше. Но, блин, неужели сон это всего-лишь способ продлить жизнь, за счёт меньшего износа? На мой взгляд - не похоже на то :/ Ведь гораздо лучше вместо, допустим, 100 лет прожить всего 70, зато без риска быть съеденым/застреленым/зарезанным во время сна!
Кстати, никто не в курсе, есть на Земле более-менее развитые живые существа, совсем не нуждающиеся во сне? Насколько я помню, вроде нет...
Тут вот в статье вроде как разобрались с очередной функцией сна - формированием памяти. Даже обмолвились, что возможно смогут эмулировать эту функцию у бодрствующего человека. Это хорошие новости! Вот бы и со всеми остальными функциями разобраться, и сделать наконец лекарство ото сна! Принял таблетку, и как буд-то 8 часов поспал :)) Эх, мечты...
===
"Мозг во время сна в корне отличается от головного мозга во время бодрствования", — говорит Маркос Фрэнк (Marcos Frank) из школы медицины университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine).

С воспоминаниями надо переспать — гласил вывод одного из предыдущих исследований. Но хотя экспериментаторы уже многое знают о распределении активности между разными участками мозга во сне, оставалось неясным — почему именно во сне и происходит укрепление (и/или перераспределение) связей между нейронами, составляющее механизм памяти.

Фрэнк и его коллеги впервые, как они утверждают, увидели на клеточном уровне изменение в численности новых соединений нейронов во время сна. Причём эти важные процессы не просто шли во сне, но шли только во сне.
Читать далее...

Экспериментальный аппарат, построенный Джекобом Розеном (Jacob Rosen) и его коллегами из Калифорнийского университета в Санта-Круз (UCSC), от экзоскелетов прошлых отличают как минимум два принципиальных нововведения.



Во-первых, это возможность перемещения конечностей во всех плоскостях – в новом экзоскелете она такова, что обеспечивает человеку 95% от природного диапазона действий, тогда как другие машины такого рода ограничивали подвижность сильнее.

Во-вторых, и это главное, приводы нового аппарата управляются нейронными сигналами владельца! В то время как в прежних экзоскелетах инженеры использовали следящий сервопривод, обнаруживающий усилие рук (или ног) человека (или слабое их перемещение) и затем умножающий его в энное число раз.
Читать далее...

С телепатией разобрались, теперь принялись за "телекинез"? ;)

Управлять летающим мячиком одной силой мысли — вчера это было фантастикой, сегодня — настольная игра Mind Flex от известной американской компании Mattel. В этом году необычную игрушку уже можно будет купить.



Что от вас требуется? Нужно поднять маленький лёгкий шарик в воздух и провести его через ряд препятствий. Не прикасаясь к нему и не нажимая какие-либо кнопки, а просто — думая об этом.

В продажу поступает настольный баскетбол с мысленным управлением

В попытках найти ответ на очередную загадку природы учёные порой совершенно случайно наталкиваются на открытия, которые впоследствии оказываются многократно популярнее нежели искомая задача. Не менее забавные и поучительные истории также происходят у медиков и биологов, изучающих строение человеческого организма в поисках лекарства от того или иного недуга.



На днях коллектив учёных под руководством Мортена Крингельбаха (Morten Kringelbach) из психиатрического департамента Оксфордского университета (Oxford University) опубликовал интересную работу о новых методах стимуляции мозга. Многие месяцы потратили учёные в поисках средства для лечения одного из наиболее известных заболеваний века - дрожательного паралича, более известного как "болезнь Паркинсона". С этой целью учёные изучали свойства участка мозга, расположенного непосредственно позади глаз и известного как орбито-фронтальная кора (orbitofrontal cortex, OFC). Именно эта область мозга, ответственная за принятие решений и когнитивные процессы, связана с чувствами удовольствия, получаемыми человеком от еды и секса.
Читать далее...

Не только рисовать силой мысли, но музыку сочинять! Удобно ведь :)

===

Только подумай - "ля-ля-фа"... (фото с сайта we-make-money-not-art.com).

Лаборатория "Музыка будущего" (Future Music Lab) университета Плимута (University of Plymouth) разработала технологию, которая в будущем позволит музыкантам создавать композиции одной силой мысли.

Устройство основано на специальной "шапке" (brain cap), оснащённой 128 электродами для снятия подробной электроэнцефалограммы.

Но, конечно, главный секрет разработчиков — программа обработки сигналов, позволяющая переводить мелодии, которые человек воображает "внутри" — в музыку, проигрываемую компьютером.

Пока, правда, вся система находится на самых ранних стадиях развития, и показывает принципиальную возможность распознавания очень несложных мелодий, но зато с точностью 99%.

Однако её авторы намерены довести программу до ума и позднее испытать её на пациентах-музыкантах в лондонской нейроклинике.

Со временем британцы намерены заменить неудобный шлем с электродами на бесконтактную систему магнитной энцефалографии. Они полагают, что их изобретение принесёт в мир музыки свежую ноту.

Источник
31 марта 2005