20:56 

Как кодируется информация в мозгу?

Сколько бы мы ни исследовали Вселенную, загадок всегда остается больше, чем известного. Как вы думаете, какая самая большая загадка во Вселенной?

Конечно, тут нет одного ответа. До сих пор неизвестно точно, что такое жизнь и как она появляется… Но если говорить об объектах, то самый загадочный находится совсем рядом с нами, и даже внутри. Это наш мозг.



В нем примерно столько же нейронов, сколько звезд в галактике Млечного Пути. Только эта галактика внутри нашей головы – живая, что всегда сложнее неживой материи…

Итак, чего мы не знаем о мозге?

Нейроны крыс. Изображение с сайта Wikipedia

Нейроны крыс. Изображение с сайта Wikipedia

Нейроны, специальные специализированные клетки мозга, могут выдавать краткие всплески электрического напряжения в своих внешних мембранах. Эти электрические импульсы далее передаются в специальные отростки, аксоны, что в свою очередь, приводит к возникновению химических сигналов. Эти электрические импульсы несут всю информацию о мире: что я вижу? Голоден ли я? Куда повернуть?

Томограмма нормального мозга человека. Изображение с сайта Wikipedia

Томограмма нормального мозга человека. Изображение с сайта Wikipedia

Похоже на бинарный код, на котором основаны все современные компьютеры. Но только в случае мозга никто до сих пор не расшифровал сам код, так как в разное время и в разных участках мозга эти электрические импульсы могут значить разное. В некоторых участках нервной системы повышение электрической активности может коррелировать с внешней стимуляцией: например, каким-то цветом, который мы видим, или человеком. В периферической нервной системе частота импульсов возрастает, если возрастает жар, громкость звука, напряжение мышц. Но когда мы погружаемся глубже в мозг, там мы видим нейроны, которые вовлечены в сложные процессы, вроде воспоминаний, принятия решений, планирования будущего – всего того, что не вызвано напрямую событиями внешнего мира. Пытаться связать эту активность с конкретным воспоминанием, с конкретным планом – это все равно что смотреть, как транзисторы на материнской плате обмениваются электрическими импульсами, и пытаться понять, какую страницу в интернете читает пользователь.

 

Компьютерная микросхема. Даже если мы отследим все электрические сигналы, мы не сможем понять содержание передаваемой информации... Изображение с сайта flickr.

Компьютерная микросхема. Даже если мы отследим все электрические сигналы, мы не сможем понять содержание передаваемой информации…
Изображение с сайта flickr.

Кроме того, электрические импульсы могут быть не единственным, и даже не главным, способом передачи информации в нервной системе. Ученые сейчас исследуют глиальные клетки, про которые известно очень мало, а также специальные вещества, которые могут передавать информацию между клеток (газы и пептиды).

Также нет ясности в понимании того, как именно сохраняется информация, и где она хранится. С компьютером все просто: есть жесткий диск, или карта памяти. В человеческом мозге такого специального отдела, где хранились бы воспоминания, нет.
Кроме того, компьютеру все равно, что именно и на какое время запоминать. Можно картинку, можно текст или видео, и храниться они могут столько, сколько нужно… А у нас различаются долгосрочная и краткосрочная память, память на цифры и лица отличается от «телесной памяти» — как ездить на велосипеде, например. Ключ к пониманию человеческой памяти, скорее всего, лежит в том, что мы запоминаем не какие-то факты сами по себе, а отношения между вещами и фактами. Например, если вы помните наизусть какую-то мелодию, то вы на самом деле помните не ноты в точности, а отношения между ними. И поэтому можете напевать ее в той тональности, которая удобнее вашему голосу, выше или ниже.

Разобраться в эмоциях может быть очень сложно... Изображение с сайта Flickr.

Разобраться в эмоциях может быть очень сложно…
Изображение с сайта Flickr.

Мы часто сравниваем мозг с компьютером, но эта аналогия очень неточная. Любая попытка исследовать мозг, не принимая во внимание эмоции, мотивы, страхи и ожидания, обречена на провал. Эмоции можно измерить по физическому отклику тела на стимул: чаще бьется сердце, расширяются или сужаются зрачки, и так далее. Но эмоции и чувства просты, только если мы имеем дело с простой, однозначной ситуацией, например, угрозы жизни. Если в лесу вы встретили разъяренного медведя, ваш мозг и нервная система отреагируют однозначно, и это не зависит от ваших убеждений, образования, культуры к которой вы принадлежите – вы побежите сломя голову. Но мы теряем почву под ногами, как только пытаемся понять более сложные эмоции и долгосрочные чувства. Ведь можно злиться за человека и в то же время любить его, можно не хотеть вставать с постели, но заставлять себя. И как только мы перестаем убегать от медведя, то есть избегать опасности, мы становимся невероятно разными: нам нравятся разные цвета, мы смеемся разным шуткам, мы по-разному переживаем печаль или счастье…

14601014695_dd8c815c39_o

Другая загадка – фоновая активность мозга. Нейробиологи изучают изменения в активности мозга, которые связаны с каким-то стимулом: изображением, звуком, и так далее. И ученые обнаружили, что при выполнении некоторых задач активность нейронов в определенных участках не возрастает, а снижается. Это заставляет предположить, что в этих участках идут какие-то фоновые «программы», которые приходится прерывать для выполнения других задач.
Полностью активность мозга не угасает, пока человек жив: бодрствует ли он, спит, или находится под наркозом или в коме. Отсутствие электрической активности в мозгу (врачи называют его «электромозговая тишина») наблюдается только при серьезных повреждениях, и может означать обратимую кому, либо смерть мозга, которая эквивалентна смерти человека.

По материалам DiscoverMgazinehttp://discovermagazine.com/2007/aug/unsolved-brain-mysteriesDiscover Magazine


URL
   

Осязаемая наука

главная