Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Мозг функционирует аналогично "эффекту бабочки"

Мозг функционирует аналогично "эффекту бабочки"
Это может показаться удивительным, для большинства из нас, но это озадачивало нейрофизиологов на протяжении десятилетий. Учитывая, что мозг является самым мощным из известных вычислительных устройств, становится актуальным вопрос как он может функционировать столь эффективно?


Давняя гипотеза говорит о том, что мозг надежен и чрезвычайно вариативен потому, что он участвует во многих задач одновременно, которые влияют друг на друга.

Именно это предположение непосредственно испытывали исследователи из UCL. Команда - сотрудничество экспериментаторов из Wolfson Institute for Biomedical Research и теоретика Питера Латама из Gatsby Computational Neuroscience Unit - черпала вдохновение от знаменитого эффекта бабочки, который говорит о том, что взмах крыла бабочки в Бразилии может вызвать торнадо в Техасе. Их идея заключалась в введении малых возмущений в мозг, нервный эквивалент крыльев бабочки, и наблюдении за последующей деятельностью. Будет ли расти возмущение и косвенное воздействие, влияя таким образом на остальной мозг, или же сразу потухнет?

Оказалось, что существует огромный эффект домино. Возмущение было одним лишним 'пиком', или нервным импульсом, представленном на один нейрон в мозге крысы. Этот один дополнительный всплеск вызвал около 30 новых дополнительных пиков в близлежащих нейронах в головном мозге, большинство из которых вызвало еще 30 дополнительных пиков, и так далее. Это может показаться не таким уж большим достижением, учитывая, что мозг производит миллионы пиков каждую секунду. Тем не менее, исследователи подсчитали, что в конечном итоге, от одного дополнительного всплеска пострадали миллионы нейронов в головном мозге.



"Этот результат означает, что изменчивость, которую мы наблюдаем в мозгу, фактически может быть из-за шума и представляет собой основную черту нормальной функции мозга", говорит ведущий автор исследования доктор Мики Лондона из UCL.

Такое быстрое усиление пиков означает, что мозг является чрезвычайно 'шумным', гораздо шумнее, чем компьютеры. Тем не менее, мозг может выполнять очень сложные задачи с огромной скоростью и точностью, гораздо быстрее и точнее, чем самый мощный компьютер из когда-либо созданных (и, вероятно, построенных в обозримом будущем). UCL исследователи считают, что мозгу, чтобы обеспечивать должную эффективность в условиях высокого уровня шума, необходимо использовать стратегию под названием "скоростной код". В скоростном коде, нейроны считывают деятельность групп многих нейронов и игнорируют индивидуальную изменчивость, или шум, производимый каждым из них.

Теперь мы знаем, что мозг действительно шумный, но мы до сих пор не знаем, почему. UCL исследователи предполагают, что такова цена за связь между нейронами (каждый нейрон соединяется с 10000 других, в результате чего получается более 8000 тысяч километров связей в человеческом мозгу). Можно предположить, что мощные связи, по крайней мере частично несут ответственность за вычислительную мощности мозга. Однако, как показывают исследования, чем мощнее связи - тем больше уровень шума. Поэтому, хоть шум и не может быть полезной функцией, но, по крайней мере, он является побочным продуктом деятельности мозга.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Теория относительности Эйнштейна, важная для GPS, наблюдается в далеких звездах

Теория относительности Эйнштейна, важная для GPS, наблюдается в далеких звездах

Что общего у Альберта Эйнштейна, глобальной системы позиционирования (GPS) и пары звёзд в 29 000 световых лет от Земли?

Ответ заключается в эффекте Общей теории относительности Эйнштейна, называемом «гравитационное красное смещение», когда свет смещается в более красные цвета из-за силы тяжести. Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра, астрономы обнаружили явление в двух звездах, вращающихся вокруг друг друга в нашей галактике на расстоянии около 29 000 световых лет (200 000 триллионов миль) от Земли. Хотя эти ...
23.10.20 18:21
0
0
SpaceX откладывает следующий запуск спутников Starlink

SpaceX откладывает следующий запуск спутников Starlink

Компания SpaceX отменила запуск ракеты Falcon 9 с 60 новыми интернет-спутниками Starlink в четверг (22 октября) из-за проблем с обеспечением безопасности полёта.

Ракета Falcon 9 находилась менее чем в 15 минутах от старта, когда авиадиспетчеры отменили полет. Запуск был назначен на 18.14 по московскому времени с стартового комплекса SLC-40 на мысе Канаверал, Флорида. «Отказ от сегодняшнего запуска Starlink даст дополнительное время для работы по обеспечению миссии: объявим о следующей возможности запуска после подтверждения в комплексе», - написали предст...
22.10.20 22:15
0
-2
Зонд Osiris-Rex выполнил свою историческую миссию

Зонд Osiris-Rex выполнил свою историческую миссию

После четырехлетнего путешествия роботизированный космический корабль Osiris-Rex спустился к усыпанной валунами поверхности астероида Бенну, приземлившись на несколько секунд для сбора образцов горных пород и пыли в 330 миллионах километров от Земля.

В прошлом году Японии удалось с помощью зонда Hayabusa2 собрать немного пыли с другого астероида, Рюгу, и сейчас он возвращается домой. С помощью Osiris-Rex НАСА надеется собрать гораздо больший образец, 60 граммов, который позволит выявить оригинальные ингредиенты Солнечной системы. Космический корабль размером с большой фургон находился на высоте около километра над Бенну. Во вторник инженеры Н...
21.10.20 16:35
0
2
Ультрафиолет проливает свет на истоки Солнечной системы

Ультрафиолет проливает свет на истоки Солнечной системы

В поисках истоков нашей системы международная группа исследователей сравнила состав Солнца с составом самых древних материалов, которые образовались в нашей Солнечной системе, с тугоплавкими включениями в неметаморфизованных метеоритах.

Анализируя изотопы кислорода (разновидности элементов, которые имеют несколько дополнительных нейтронов) этих тугоплавких включений, исследовательская группа определила, что различия в составе между Солнцем, планетами и другими материалами Солнечной системы были унаследованы от существовавшего протосолнечного молекулярного облака еще до Солнечной системы. Результаты исследования недавно были опубл...
20.10.20 18:52
0
4
Новый тест выявляет лучевую болезнь за час

Новый тест выявляет лучевую болезнь за час

Новый диагностический инструмент обещает значительно сократить время, необходимое для выявления лучевой болезни, путем измерения пары ключевых биомаркеров в одной капле крови.

Благодаря тому, что результаты будут готовы всего через несколько часов, эта технология может оказать большую помощь медицинским работникам, реагирующим на такие бедствия, как Чернобыль, позволяя быстро выявлять пациентов, которые нуждаются в немедленном лечении. Лучевая болезнь или острая лучевая болезнь (ОЛБ), как это случалось с работниками Чернобыльской АЭС в 1986 году или жителями Хиросимы и...
19.07.20 20:01
0
5
Активация рецепторов бурого жира помогает мышцам сжигать жир и наращивать мышцы

Активация рецепторов бурого жира помогает мышцам сжигать жир и наращивать мышцы

Исследователи нашли способ обратить некоторые признаки старения у мышей.

Запустив рецепторы быстросгорающей формы жира, ученые смогли снизить у пожилых животных количество жира и увеличить процент мышц, сделав их такими же здоровыми, как и более молодые мыши. Прелесть в том, что люди тоже так могут. Не весь жир одинаков. Белый жир - это то, с чем мы постоянно боремся на животах и бедрах, которые укутывает тело для сохранения избыточной энергии. А бурый жир - более пол...
29.06.20 15:52
0
7
Разработан верхний экзоскелет для восстановления после инсульта

Разработан верхний экзоскелет для восстановления после инсульта

Когда перенесшие инсульт пациенты выздоравливают после паралича верхней части тела, им необходимо помочь нервной системе вспомнить «утраченные» движения.

Задача непростая, и тут может помочь Harmony SHR. SHR - это роботизированный экзоскелет для верхней части тела, который используется в сидячем положении. Он был разработан в Остине, штат Техас, Harmony Bionics. Две шарнирные руки мягко прикрепляются к рукам пациента, поддерживая их вес, и многократно выполняют предварительно запрограммированные упражнения, индивидуальные для каждого пациента, пре...
23.06.20 16:58
0
3
Спрей из вулканического стекла убивает малярийных комаров

Спрей из вулканического стекла убивает малярийных комаров

Перлит часто используется для изоляции в зданиях. Но согласно новому исследованию, он также очень хорошо помогает в уничтожении вызывающих малярию комаров.

Сейчас люди в регионах, подверженных малярии, регулярно распыляют инсектициды на противомоскитные сетки. Хотя это действительно убивает многих москитов, которые приземляются на обработанные поверхностях, инсектициды токсичны и для людей, и для окружающей среды. В поисках более экологически чистой альтернативы ученые из университета Северной Каролины и Ливерпульской школы тропической медицины неда...
07.06.20 22:49
0