Jak funguje lidský mozek. Jak funguje lidský mozek. Prostřednictvím jakých „drátů“ přijímá mozek zprávy?

Je pravda, že využíváme pouze 10 % našeho mozku?

Existuje názor, že využíváme pouze 10 % lidského mozku. To je pravděpodobně důvod, proč člověk nemůže přijít na to, jak to rozvinout na 100%.Otázka: Proč je tedy mozek strukturován tímto způsobem a jak jej lze zajistit, aby fungoval co nejlépe?

Mýtus o mozku

To není pravda! Tvrzení, že lidský mozek pracuje na 10 % (5 %, 3 %), je starý, absolutně falešný a zcela nezničitelný mýtus. Pojďme zjistit, kde se to vzalo. V polovině minulého století bylo naprosto nepochopitelné, jak člověk myslí (teď je to také nepochopitelné, ale na jiné úrovni). Některé věci se ale věděly – například to mozek se skládá z neuronů a že neurony mohou generovat elektřinu signály.

Někteří vědci pak věřili, že pokud neuron generuje impuls, pak funguje, a pokud negeneruje, znamená to, že je „líný“. A pak někdo přišel s nápadem zkontrolovat: kolik neuronů v celém mozku „pracuje“ a kolik „hází palce“? V mozku je několik miliard neuronů a bylo by čiré šílenství měřit aktivitu každého z nich – trvalo by to mnoho let. Místo toho, aby vědci studovali všechny neurony v řadě, zkoumali jen malou část, určili procento z nich, které byly aktivní, a předpokládali, že toto procento je v celém mozku stejné (tento předpoklad se nazývá extrapolace).

A ukázalo se, že „funguje“, tedy generuje impulsy, jen neslušně malé procento neurony a zbytek „mlčí“. Z toho se udělalo málo přímý výstup: tiché neurony jsou nečinné a mozek pracuje jen na malé části svých schopností. Tento závěr byl naprosto mylný, ale protože v té době bylo zvykem „napravovat přírodu“, například obrácením řek, zavlažováním pouští a vysycháním moří, zakořenila myšlenka, že lze zlepšit i funkci mozku, a začala vítězně. pochod po celém světě. I nyní se občas něco podobného najde ve žlutém tisku.

Jak funguje mozek?

Jak se věci skutečně mají. Lidský mozek je složitá, víceúrovňová, vysoce organizovaná struktura. To, co je napsáno níže, je velmi zjednodušený obrázek.

V mozku je mnoho oblastí. Některé z nich se nazývají smyslové - přijímají informace o tom, co cítíme (no, řekněme, dotek na dlani). Ostatní oblasti -motor, ovládají naše pohyby. Třetí jsou kognitivní, právě díky nim jsmemůžeme myslet. Ty čtvrté jsou zodpovědné za naše emoce. A tak dále.

Proč se všechny neurony v mozku nespustí současně? Ano, velmi jednoduché. Když nejsme Chodíme, pak jsou neurony, které spouštějí proces chůze, neaktivní. Když mlčíme my, mlčí neurony,ovladače řeči. Když nic neslyšíme, neurony odpovědné za slyšení nejsou nadšené.Když neprožíváme strach, „neurony strachu“ nefungují. Jinými slovy, pokud neuronynejsou momentálně potřeba – jsou neaktivní. A to je skvělé. Protože kdyby tomu tak nebylo... Představme si na vteřinu, že dokážeme vybudit VŠECHNY naše neurony současně (naše tělo prostě takové zneužívání déle než vteřinu nesnese).

Okamžitě začneme trpět halucinacemi, protože nás donutí smyslové neurony

zažít úplně všechno možné pocity. Zároveň motorické neurony vystřelí všechno pohyby, kterých jsme schopni jen my. A kognitivní neurony... Myšlení je takobtížné je, že na této planetě je stěží jediný člověk, který by to mohl říctco se stane, když vystřelíte všechny kognitivní neurony současně. Ale předpokládejme, že projednoduchost, že pak začneme myslet všechny možné myšlenky současně. A stále budemezažít všechny možné emoce. A stane se toho mnohem víc, o čem nebudu psát, protožeTady prostě není dost místa.

Podívejme se nyní zvenčí na tohoto tvora, trpícího halucinacemi, škubácími sebou křeče, zároveň pocit radosti, hrůzy a vzteku. Opravdu to nevypadá jako tvor, který upgradoval svůj mozek na 100% účinnost! Naopak. Nadměrná mozková aktivita není prospěšná, ale pouze škodlivá. Když jíme, nemusíme běhat, když sedíme u počítače, nemusíme zpívat, a když při řešení matematické úlohy myslíme nejen na ni, ale i na ptáčky venku okno, pak tento problém pravděpodobně nebude vyřešen. Abyste mohli přemýšlet, nestačí myslet na něco, nesmíte také MYSLET na všechno ostatní. Je důležité nejen vybudit „nezbytné“ neurony, ale také inhibovat ty „nepotřebné“. Je nutná rovnováha mezi excitací a inhibicí. A porušení této rovnováhy může vést k velmi smutným následkům.

Například těžké onemocnění zvané epilepsie, při kterém člověk trpí záchvaty, nastává, když excitace v mozku „převáží“ inhibici. Kvůli tomu se během záchvatu aktivují i ​​ty neurony, které by v tu chvíli měly mlčet;excitace na další neurony, ty na další a mozkem prochází nepřetržitá vlnavzrušení. Když tato vlna dosáhne motorických neuronů, pošlou signály do svalů,stahují se a člověk začíná mít křeče. Co pacient zároveň cítí?nemožné, protože během záchvatu člověk ztrácí paměť.

Jak zajistit, aby váš mozek pracoval efektivněji

Doufejme, že jste si již uvědomili, že se snažíte, aby váš mozek fungoval lépe vystřelením všech neuronů v řadě je marný, a dokonce nebezpečný obchod. Svůj mozek však můžete „trénovat“.aby to fungovalo efektivněji.

Budeme muset začít z dálky.Kdy se narodí Malé dítě, počet neuronů v jeho mozku je ještě větší než počet neuronůdospělý. Mezi těmito neurony, potažmo novorozeným dítětem, ale stále nejsou téměř žádné spojeještě neumí správně používat mozek – např. prakticky neumívidět nebo slyšet. Neurony jeho sítnice, i když vnímají světlo, se ještě nevytvořilyspojení s jinými neurony k přenosu informací dále do kůry mozkové hemisféry. Žeexistuje oko, které vidí světlo, ale mozek mu není schopen porozumět. Postupně nutná spojeníse tvoří a nakonec se dítě naučí rozlišovat, nejprve jen světlo, pak siluetyjednoduché předměty, barvy a tak dále. Čím více různých věcí dítě vidí, tím vícečím více spojení tvoří jeho zrakové dráhy, tím lepší je část jeho mozkuspojené s vizí.Nejpřekvapivější však není to, ale skutečnost, že taková spojení mohou být vytvořena téměř výhradněv dětství. A tedy, pokud dítě z nějakého důvodu v raném věku nic nevidí(řekněme, že má vrozenéšedý zákal ), pak potřebná neurální spojení v jeho mozku nikdy nebudounejsou tvořeny a člověk se nenaučí vidět. I když jako dospělý tento člověkoperovat šedý zákal, stejně zůstane slepý. Byly provedeny docela brutální experimentyna koťata, kterým byly jako novorozencům zašity oči. Koťátka takhle vyrostla, ani jednouaniž by poté cokoli viděli, byly jim jako dospělým odstraněny stehy. Měli očizdravé, jejich oči viděly světlo - ale zvířata zůstala slepá. Když jsem se v dětství nenaučil vidět,jako dospělí už toho nebyli schopni.To znamená, že nějaké jsou kritické období ve kterém se tvoří nervová spojení,nezbytné pro rozvoj zraku, a pokud se mozek v tomto období nenaučí vidět, už nebudetohle se nikdy nenaučí. Totéž platí pro sluch a v menší míře i pro ostatní lidischopnosti a dovednosti - čich, hmat a chuť, schopnost mluvit a číst, hrát sina hudební nástroje, navigace v přírodě a tak dále. Pozoruhodným příkladem toho je„Mauglího děti“, které se ztratily raného dětství a byli vychováni divokými zvířaty.Jako dospělí stále nezvládají lidskou řeč, protože nebyli vycvičenisebe v dětství je dovednost. Ale dokážou se v lese pohybovat tak, jak to nikdo jiný neumíčlověk, který vyrostl v civilizovaných podmínkách.

A dál. Nikdy nevíte, kdy se nějaká dovednost získaná v dětství rozběhne. Například člověk, který v dětství aktivně trénoval jemné motorické dovednosti ruce, kreslení, modelování, vyšívání, bude snazší stát se chirurgem provádějícím filigrány, přesné operace, ve kterém nelze připustit jediný chybný pohyb. Jinými slovy, pokud něco může zlepšit fungování mozku, je to trénink atrénink od dětství. Jak větší mozek funguje, tím lépe to funguje a naopak -Čím méně jej budete zatěžovat, tím hůře bude fungovat. A čím mladší mozek, tím víc„flexibilní“ a vnímavý. To je důvod, proč školy učí malé děti, ne dospělé.strýc a teta. To je důvod, proč se děti dokážou přizpůsobit věcem mnohem rychleji než dospělí.nové situace (například zvládnutí počítačové gramotnosti nebo učení cizích jazyků).Proto je potřeba trénovat svůj intelekt již od dětství. A když to uděláš,pak už vám nic nebude bránit ve velkých objevech. Například o tom, jak funguje mozek.

Historie informatiky jako celku se scvrkává na skutečnost, že vědci se snaží pochopit, jak funguje lidský mozek, a ve svých schopnostech znovu vytvořit něco podobného. Jak přesně to vědci zkoumají? Představme si, že v 21. století přiletí na Zemi mimozemšťané, kteří nikdy neviděli počítače, na které jsme zvyklí, a pokusme se studovat strukturu takového počítače. S největší pravděpodobností začnou měřením napětí na vodičích a zjistí, že data se přenášejí v binární podobě: přesná hodnota napětí není důležitá, důležitá je pouze jeho přítomnost či nepřítomnost. Pak si možná uvědomí, že všechny elektronické obvody se skládají ze stejných "logických hradel", které mají vstup a výstup a signál v obvodu putuje vždy stejným směrem. Pokud jsou mimozemšťané dostatečně chytří, dokážou přijít na to, jak fungují kombinační obvody – jen ony stačí na stavbu poměrně složitých výpočetních zařízení. Možná mimozemšťané zjistí roli hodinového signálu a zpětné vazby; ale je nepravděpodobné, že budou schopni při studiu moderního procesoru v něm rozpoznat von Neumannovu architekturu s sdílená paměť, čítač programů, sada registrů atd. Faktem je, že po čtyřiceti letech honby za výkonem se v procesorech objevila celá hierarchie „pamětí“ s chytrými synchronizačními protokoly; několik paralelních pipelines vybavených větvenými prediktory, takže pojem „programový čítač“ vlastně ztrácí smysl; Každá instrukce má svůj vlastní obsah registru, který je s ní spojen, atd. Pro implementaci mikroprocesoru stačí několik tisíc tranzistorů; aby jeho produktivita dosáhla úrovně, na kterou jsme zvyklí, jsou zapotřebí stovky milionů. Účelem tohoto příkladu je odpovědět na otázku „jak funguje počítač? není třeba rozumět fungování stovek milionů tranzistorů: pouze zakrývají jednoduchou myšlenku, která je základem architektury našich počítačů.

Modelování neuronů

Lidská mozková kůra se skládá z asi sta miliard neuronů. Historicky se vědci, kteří studují fungování mozku, snažili celou tuto kolosální strukturu pokrýt svou teorií. Struktura mozku je popsána hierarchicky: kůra se skládá z laloků, laloky jsou tvořeny „hypersloupci“, ty jsou tvořeny „minisloupky“... Minisloupec se skládá asi ze stovky jednotlivých neuronů.

Analogicky se strukturou počítače je velká většina těchto neuronů potřebná pro rychlost a efektivitu, pro odolnost vůči poruchám atd.; ale základní principy mozku jsou stejně tak nemožné odhalit mikroskopem, stejně jako je nemožné odhalit programový čítač zkoumáním mikroprocesoru pod mikroskopem. Plodnějším přístupem je proto pokusit se porozumět mozku na nejnižší úrovni, na úrovni jednotlivých neuronů a jejich sloupců; a pak na základě jejich vlastností zkuste odhadnout, jak by mohl fungovat celý mozek. Něco takového, mimozemšťané, kteří pochopili fungování logických hradel, by z nich nakonec mohli postavit jednoduchý procesor – a zajistit, aby byl svými schopnostmi ekvivalentní skutečným procesorům, i když jsou mnohem složitější a výkonnější.

Na obrázku nahoře, tělo neurona (vlevo) - malá červená skvrna dole; všechen zbytek - dendrity, „vstupy“ neuronu, a jeden axon, "výstup". Vícebarevné tečky podél dendritů jsou synapse, kterým je neuron spojen s axony jiných neuronů. Činnost neuronů je popsána velmi jednoduše: když na axonu dojde k napěťovému „špice“ nad prahovou úrovní (typická doba trvání špičky je 1 ms, hladina 100 mV), synapse „prorazí“ a napěťový ráz přejde do dendritu. . V tomto případě je rázová vlna „vyhlazena“: nejprve se napětí zvýší na přibližně 1 mV během 5 až 20 ms, poté exponenciálně klesá; tím se doba trvání shluku prodlouží na ~50 ms.

Pokud je aktivováno několik synapsí jednoho neuronu v krátkém časovém intervalu, pak se „vyhlazené vzplanutí“ vybuzené v neuronu každým z nich sčítají. Konečně, pokud je současně aktivních dostatek synapsí, pak napětí na neuronu stoupne nad prahovou úroveň a jeho vlastní axon „prorazí“ synapse neuronů s ním spojených.

Čím silnější byly počáteční výbuchy, tím rychleji vyhlazené výbuchy rostou a tím kratší bude zpoždění do aktivace dalších neuronů.

Kromě toho existují „inhibiční neurony“, jejichž aktivace snižuje celkové napětí na neuronech k němu připojených. Takové inhibiční neurony tvoří 15..25 % z celkového počtu.

Každý neuron má tisíce synapsí; ale v žádném okamžiku není aktivních více než desetina všech synapsí. Reakční doba neuronu - jednotky ms; stejný řád zpoždění pro šíření signálu po dendritu, tzn. tato zpoždění mají významný dopad na činnost neuronu. Konečně, pár sousedních neuronů je zpravidla spojen ne jednou synapsí, ale asi tuctem - každý s vlastní vzdáleností od těl obou neuronů, a tedy s vlastní dobou zpoždění. Na obrázku vpravo jsou dva neurony zobrazené červeně a modře spojeny šesti synapsemi.

Každá synapse má svůj vlastní „odpor“, který snižuje příchozí signál (ve výše uvedeném příkladu - ze 100 mV na 1 mV). Tento odpor se dynamicky upravuje: pokud je synapse aktivována těsně před aktivace axonu - pak zřejmě signál z této synapse dobře koreluje s obecným výstupem, takže odpor klesá a signál bude více přispívat k napětí na neuronu. Pokud je synapse aktivována hned po aktivace axonu - pak zřejmě signál z této synapse nesouvisel s aktivací axonu, takže odpor synapse roste. Pokud jsou dva neurony propojeny několika synapsemi s různou délkou zpoždění, pak vám tato úprava odporu umožňuje zvolit optimální zpoždění nebo optimální kombinaci zpoždění: signál začne přicházet přesně ve chvíli, kdy je nejužitečnější.

Model neuronu přijatý výzkumníky neuronových sítí – s jediným spojením mezi dvojicí neuronů a s okamžitým šířením signálu z jednoho neuronu na druhý – je tedy velmi vzdálen biologickému obrazu. Tradiční neuronové sítě navíc nefungují čas jednotlivé výboje a je frekvence: Čím častěji se vstupy neuronů šíří, tím častěji roste výstup. Tyto detaily struktury neuronů, které jsou v tradičním modelu vyřazeny – jsou podstatné nebo nedůležité pro popis práce mozku? Neurovědci nashromáždili obrovské množství pozorování o struktuře a chování neuronů – ale která z těchto pozorování vrhají světlo na celkový obraz a která jsou pouze „implementačními detaily“ a – stejně jako prediktor větvení v procesoru – nic neovlivňují jiná než provozní efektivita? James se domnívá, že jsou to právě časové charakteristiky interakce mezi neurony, které nám umožňují přiblížit se k pochopení problému; že asynchronie je pro fungování mozku stejně důležitá jako synchronie pro fungování počítače.

Dalším „implementačním detailem“ je nespolehlivost neuronu: s určitou pravděpodobností se může aktivovat spontánně, i když součet napětí na jeho dendritech nedosáhne prahové úrovně. Díky tomu může „trénink“ sloupce neuronů začít s dostatečně velkým odporem na všech synapsích: zpočátku žádná kombinace aktivací synapsí nepovede k aktivaci axonů; pak spontánní výbuchy povedou ke snížení odporu synapsí, které byly aktivovány krátce před těmito spontánními výbuchy. Tímto způsobem neuron začne rozpoznávat specifické „vzorce“ vstupních impulzů. Nejdůležitější jsou vzory podobný k těm, na kterých byl neuron trénován, budou také rozpoznány, ale bodec na axonu bude slabší a/nebo pozdější, čím méně si je neuron „jistý“ výsledkem. Trénování sloupce neuronů je mnohem efektivnější než trénování konvenční neuronové sítě: sloupec neuronů nepotřebuje kontrolní odezvu pro vzorky, na kterých je trénován – ve skutečnosti nepotřebuje uznává, A klasifikuje vstupní vzory. Navíc trénování sloupce neuronů lokalizované- změna odporu synapse závisí na chování pouze dvou neuronů, které jsou jí spojeny, a žádných dalších. V důsledku toho trénink vede ke změně odporu podél signálové cesty, zatímco při trénování neuronové sítě se váhy mění v opačném směru: od neuronů nejblíže výstupu k neuronům nejblíže vstupu.

Zde je například sloupec neuronů trénovaných k rozpoznání vzoru burst (8,6,1,6,3,2,5) – hodnoty ​​​označují dobu burstu na každém ze vstupů. V důsledku tréninku jsou zpoždění nastavena tak, aby přesně odpovídala rozpoznanému vzoru, takže napětí na axonu způsobené správným vzorem je maximální možné (7):

Stejný sloupec bude reagovat na podobný vstupní vzor (8,5,2,6,3,3,4) s menší špičkou (6) a napětí dosáhne prahové úrovně znatelně později:

A konečně, inhibiční neurony mohou být použity k poskytování „zpětné vazby“: například, jako na obrázku vpravo, potlačení opakovaných špiček na výstupu při vstupu dlouho zůstává aktivní; nebo potlačit špičku na výstupu, pokud je příliš zpožděná ve srovnání se vstupními signály – aby byl klasifikátor „kategoričtější“; nebo v neuronovém okruhu rozpoznávání vzorů mohou být různé sloupce klasifikátoru propojeny inhibičními neurony tak, že aktivace jednoho klasifikátoru automaticky potlačí všechny ostatní klasifikátory.

Rozpoznávání obrazu

K rozpoznání ručně psaných čísel z databáze MNIST (28x28 pixelů ve stupních šedi) sestavil James analog pětivrstvé „konvoluční neuronové sítě“ z výše popsaných sloupců klasifikátoru. Každý ze 64 sloupců v první vrstvě zpracovává fragment 5x5 pixelů z původního obrázku; takové fragmenty se překrývají. Sloupce druhé vrstvy zpracovávají každý čtyři výstupy z první vrstvy, což odpovídá fragmentu 8x8 pixelů z původního obrázku. Třetí vrstva má pouze čtyři sloupce - každý odpovídá fragmentu 16x16 pixelů. Čtvrtá vrstva - konečný klasifikátor - rozděluje všechny obrázky do 16 tříd: třída je přiřazena podle toho, který z neuronů je aktivován jako první. Konečně pátou vrstvou je klasický perceptron, který koreluje 16 tříd s 10 kontrolními odezvami.

Klasické neuronové sítě založené na MNIST dosahují přesnosti 99,5 % a ještě vyšší; Ale podle Jamese se jeho „hypersloupec“ trénuje v mnohem menším počtu iterací, a to kvůli skutečnosti, že změny se šíří podél signálové cesty, a proto ovlivňují méně neuronů. U klasické neuronové sítě vývojář „hypersloupce“ určuje pouze konfiguraci spojení mezi neurony a všechny kvantitativní charakteristiky hypersloupec - tzn. odpor synapsí s různým zpožděním – získaný automaticky během procesu učení. Navíc provoz hypersloupec vyžaduje řádově méně neuronů než neuronová síť s podobnými schopnostmi. Na druhou stranu, simulace takových „analogových neuroobvodů“ na elektronický počítač poněkud komplikované tím, že na rozdíl od digitálních obvodů, které pracují s diskrétními signály a diskrétními časovými intervaly, je pro činnost neuroobvodů důležitá kontinuita změn napětí a asynchronie neuronů. James tvrdí, že krok simulace 0,1 ms stačí k tomu, aby jeho rozpoznávač fungoval správně; ale neupřesnil, kolik „reálného času“ zabere trénování a provoz klasické neuronové sítě a kolik zabere výcvik a provoz jeho simulátoru. Sám je již delší dobu v důchodu a volný čas věnuje se vylepšování svých analogových neuronových obvodů.

Mozek je nejzáhadnějším a nejzáhadnějším lidským orgánem. Je to paradoxní, ale naše představy o jeho práci a o tom, jak se to ve skutečnosti děje, jsou diametrálně odlišné věci. Následující experimenty a hypotézy zvednou oponu některých tajemství fungování této „pevnosti myšlení“, které se vědcům dodnes nepodařilo zachytit.

1. Únava je vrchol kreativity

Práce biologické hodiny — vnitřní systém tělo, které určuje rytmus jeho životně důležité činnosti - má přímý dopad na každodenní život člověka a jeho produktivitu obecně. Pokud jste ranní člověk, pak je nejlepší dělat složitou analytickou práci, která vyžaduje vážné duševní investice ráno nebo před polednem. Pro noční sovy, jinými slovy - „noční sovy“ - je to druhá polovina dne, která se plynule mění v noc.

Na druhou stranu vědci doporučují věnovat se kreativnější práci, která vyžaduje aktivaci pravé hemisféry, když se tělo cítí fyzicky i psychicky vyčerpané a mozek už prostě není schopen porozumět důkazu Goldbachova ternárního problému. Zní to šíleně, ale když se ponoříte trochu hlouběji, stále můžete v této hypotéze najít racionální zrno. Nějak to vysvětluje, proč momenty jako "Heuréka!" se vyskytnou při jízdě veřejnou dopravou po dlouhém dni v práci nebo, chcete-li věřit historii, v koupelně. :)

S nedostatkem síly a energie je extrémně obtížné filtrovat tok informací, analyzovat statistická data, najít a hlavně si zapamatovat vztahy příčiny a následku. Pokud jde o kreativitu, uvedené negativní aspekty dostávají pozitivní konotaci, protože tento typ duševní práce zahrnuje generování nových nápadů a iracionálního myšlení. Jinými slovy, unavený nervový systém při práci na kreativní projekty více efektivní.

Jeden z článků v populárním americkém časopise Scientific American hovoří o tom, proč v tom hraje roli rozptýlení důležitá role v procesu kreativního myšlení:

„Schopnost rozptýlit je velmi často zdrojem nestandardních řešení a originálních myšlenek. V těchto chvílích je člověk méně koncentrovaný a může více vnímat široký rozsah informace. Tato „otevřenost“ nám umožňuje hodnotit alternativní možnostiřešení problémů z nového úhlu, podporuje přijímání a vytváření zcela nových, neotřelých nápadů.“

2. Vliv stresu na velikost mozku

Stres je jedním z nejsilnějších faktorů ovlivňujících normální fungování lidského mozku. Nedávno vědci z Yale University prokázali, že časté úzkosti a deprese v doslova zmenšit velikost centrální části nervový systém tělo.

Lidský mozek nedokáže synchronizovat rozhodovací procesy ve vztahu ke dvěma samostatným problémům. Snaha dělat dvě věci současně pouze vyčerpává naše kognitivní schopnosti přepínáním z jednoho problému do druhého.

Pokud je člověk soustředěný na jednu věc, hraje hlavní roli prefrontální kůra, která řídí všechny vzrušující a depresivní impulsy.

„Přední část mozku je zodpovědná za formování cílů a záměrů. Například touha „chci sníst ten kousek koláče“ ve formě vzrušujícího impulsu projde neuronovou sítí, dostane se do zadní prefrontální kůry a vy si už pochutnáte.

4. Zdřímnutí zvyšuje duševní aktivitu

Je dobře známo, jaký vliv má zdravý spánek. Otázkou je, jaký dopad má podřimování? Jak se ukázalo, krátké „blackouty“ během dne mají stejně pozitivní vliv na duševní aktivitu.

Zlepšení paměti

Po dokončení experimentu se zapamatováním 40 ilustrovaných karet jedna skupina účastníků spala 40 minut, zatímco druhá byla vzhůru. V důsledku následného testování se ukázalo, že účastníci, kteří měli možnost si krátce zdřímnout, si karty pamatovali mnohem lépe:

"Je těžké uvěřit, ale skupina, která měla dostatek spánku, si dokázala vybavit 85 % karet ve své paměti, zatímco zbytek si pamatoval pouze 55 %.

Krátké zdřímnutí zjevně pomáhá našemu centrálnímu počítači „krystalizovat“ vzpomínky:

„Výzkum ukazuje, že nově vytvořené vzpomínky v hipokampu jsou velmi křehké a lze je z paměti snadno vymazat, zvláště pokud je potřeba prostor pro nové informace. Zdá se, že krátké zdřímnutí „tlačí“ nedávno naučená data do nové kůry (neokortex), dlouhodobého úložiště vzpomínek, a tím je chrání před zničením.

Zlepšení procesu učení

Ve studii, kterou provedli profesoři z Kalifornské univerzity, dostala skupina studentů poměrně složitý úkol, který vyžadoval naučit se spoustu nových informací. Dvě hodiny po začátku experimentu polovina dobrovolníků stejně jako v případě karet pokračovala krátké období chvíli spal.

Na konci dne odpočatí účastníci nejen lépe splnili úkol a lépe se naučili látku, ale jejich „večerní“ produktivita výrazně převyšovala ukazatele získané před začátkem studia.

Co se děje během spánku?

Nějaký nedávné studie ukázal, že během spánku se výrazně zvyšuje aktivita pravé hemisféry, zatímco levá se chová extrémně tiše. :)

Toto chování je pro něj zcela mimo charakter, protože 95 % populace planety levá hemisféra je dominantní. Andrey Medveděv, autor tato studie, udělal velmi vtipné srovnání:

"Zatímco spíme, pravá hemisféra kolem domu neustále rušno.”

5. Vize je hlavním „trumfem“ smyslový systém

Přestože zrak je jednou z pěti složek smyslového systému, schopnosti vnímat elektromagnetická radiace Viditelné spektrum je podstatně důležitější než ostatní:

„Tři dny po prostudování jakéhokoli textového materiálu si budete pamatovat pouze 10 % z toho, co jste četli. Několik relevantních obrázků může toto číslo zvýšit o 55 %.

Ilustrace jsou mnohem účinnější než text, částečně proto, že čtení samo o sobě nepřináší očekávané výsledky. Náš mozek vnímá slova jako drobné obrázky. Pochopení významu jedné věty vyžaduje více času a energie než pohled na barevný obrázek.“

Spoléhání se na náš vizuální systém má ve skutečnosti několik nevýhod. Zde je jeden z nich:

„Náš mozek je nucen neustále odhadovat, protože nemá ponětí, kde přesně jsou viditelné objekty. Muž bydlí v trojrozměrný prostor, zatímco světlo dopadá na sítnici jeho oka ve dvourozměrné rovině. Takže myslíme na všechno, co nevidíme."

Obrázek níže ukazuje, která část mozku je zodpovědná za zpracování vizuálních informací a jak interaguje s jinými oblastmi mozku.

6. Vliv typu osobnosti

Mentální aktivita extrovertů se výrazně zvyšuje, když „vyhoří“ riskantní obchod nebo se jim podaří zažít nějaké dobrodružství. Na jednu stranu je to jednoduché genetická predispozice společenští a impulzivní lidé a na druhé straně různé hladiny neurotransmiteru dopaminu v mozku odlišné typy osobnost.

"Když vyšlo najevo, že riskantní obchod byl úspěšný, byla pozorována zvýšená aktivita ve dvou oblastech mozku extrovertů: amygdala (corpus amygdaloidum) a nucleus accumbens."

Nucleus accumbens je součástí dopaminergního systému, vyvolávající pocit potěšení a ovlivňování procesů motivace a učení. Dopamin, produkovaný v mozcích extrovertů, je tlačí k šíleným věcem a dává jim možnost plně si užít události, které se kolem nich dějí. Amygdala zase hraje klíčová role při utváření emocí a je zodpovědný za zpracování vzrušujících a depresivních impulsů.

Jiné studie ukázaly, že největší rozdíl mezi introverty a extroverty je v tom, jak mozek zpracovává různé podněty, které do mozku přicházejí. U extrovertů je tato cesta mnohem kratší – vzrušující faktory se pohybují oblastmi zodpovědnými za zpracování smyslových informací. U introvertů je trajektorie podnětů mnohem složitější – procházejí oblastmi spojenými s procesy zapamatování, plánování a rozhodování.

7. Efekt „totálního selhání“.

Profesor sociální psychologie na Stanfordské univerzitě Elliot Aronson doložil existenci takzvaného „Pratfallova efektu“. Jeho podstatou je, že tím, že děláme chyby, nás mají lidé více rádi.

„Ten, kdo nikdy nedělá chyby, je ostatními méně oblíben než ten, kdo někdy dělá hlouposti. Dokonalost vytváří odstup a neviditelnou auru nedosažitelnosti. Proto vyhrává vždy ten, kdo má alespoň nějaké nedostatky.

Elliot Aronson provedl pozoruhodný experiment, který potvrdil jeho hypotézu. Skupina účastníků byla požádána, aby si poslechla dvě zvukové nahrávky pořízené během rozhovorů. V jednom z nich bylo slyšet, jak muž povaluje šálek kávy. Když byli účastníci dotázáni, který uchazeč se jim nejvíce líbí, všichni hlasovali pro nemotorného uchazeče.“

8. Meditace – dobijte svůj mozek

Meditace je užitečná nejen pro zlepšení pozornosti a udržení klidu po celý den. Různé psycho tělesné cvičení mají mnoho pozitivních účinků.

Uklidnit

Čím častěji meditujeme, tím jsme klidnější. Toto tvrzení je poněkud kontroverzní, ale docela zajímavé. Jak se ukázalo, důvodem je zničení nervová zakončení mozek. Zde je návod, jak vypadá prefrontální kůra před a po 20 minutách meditace:

Během meditace jsou nervová spojení výrazně oslabena. Zároveň se posilují propojení mezi oblastmi mozku zodpovědnými za uvažování a rozhodování, tělesnými vjemy a centrem strachu naopak. Proto prožívání stresové situace, můžeme je vyhodnotit racionálněji.

Tvořivost

Vědci z Leiden University v Nizozemsku, kteří studovali meditaci zaměřenou na cíl a čistou mysl, zjistili, že účastníci praktikující styl meditace zaměřené na cíl nevykazovali žádné významné změny v oblastech mozku, které tento proces regulují. kreativní myšlení. Ti, kteří zvolili meditaci s čistou myslí, v následném testování daleko překonali ostatní účastníky.

Paměť

Catherine Kerr, Ph.D., členka MGH Martinos Center for Biomedical Imaging a Osher Research Center na Harvard Medical School, říká, že meditace zlepšuje mnohé mentální kapacita, zejména rychlé zapamatování materiálu. Schopnost zcela se odpoutat od všech rušivých vlivů umožňuje lidem, kteří praktikují meditaci, extrémně se soustředit na daný úkol.

9. Cvičení - reorganizace a trénink vůle

Cvičení je samozřejmě skvělé pro naše tělo, ale co náš mozek? Mezi tréninkem a mentální aktivitou existuje úplně stejná souvislost jako mezi tréninkem a pozitivními emocemi.

"Pravidelný cvičební stres může způsobit výrazné zlepšení lidských kognitivních schopností. Výsledkem testování se ukázalo, že lidé, kteří se aktivně věnují sportu, na rozdíl od gaučáků mají dobrá paměť, rychle přijato správná rozhodnutí, bez větších potíží se soustředí na dokončení zadaného úkolu a jsou schopni identifikovat vztahy příčiny a následku.“

Pokud jste právě začali cvičit, váš mozek nebude tuto událost vnímat jako nic jiného než stres. Zrychlený tep, dušnost, závratě, křeče, bolesti svalů atd. – všechny tyto příznaky se vyskytují nejen u tělocvičny, ale i v extrémnějším životní situace. Pokud jste už něco podobného cítili, tyto nepříjemné vzpomínky se vám určitě vybaví.

K ochraně před stresem produkuje mozek během cvičení protein BDNF (brain-derived neurotrophic factor). To je důvod, proč se po cvičení cítíme uvolnění a nakonec i šťastní. Kromě toho - jak obranná reakce v reakci na stres se zvyšuje produkce endorfinů:

"Endorfiny minimalizují nepohodlí během cvičení, blokují bolest a podporují pocity euforie."

10. Nové informace zpomalují běh času

Přáli jste si někdy, aby čas neletěl tak rychle? Pravděpodobně více než jednou. Když víte, jak člověk vnímá čas, můžete uměle zpomalit jeho průběh.

Absorbuje obrovské množství informací pocházejících z různé orgány pocity, náš mozek strukturuje data takovým způsobem, že je můžeme snadno použít v budoucnu.

„Vzhledem k tomu, že informace vnímané mozkem jsou zcela neuspořádané, musí být reorganizovány a asimilovány ve formě, která je pro nás srozumitelná. Navzdory tomu, že proces zpracování dat trvá milisekundy, nové informace vstřebává mozek o něco déle. Člověku se tedy zdá, že čas se věčně vleče.“

Ještě podivnější je, že téměř každá oblast nervového systému je zodpovědná za vnímání času.

Když člověk dostává hodně informací, mozek je potřebuje určitý čas zpracovat jej, a čím déle tento proces trvá, tím více se zpomaluje běh času.

Když znovu pracujeme na bolestně známém materiálu, všechno se děje přesně naopak - čas letí téměř nepozorovaně, protože nemusíme vynakládat velké duševní úsilí.

Existuje hraniční názor, že lidský mozek sám nic negeneruje, ale pouze předává něco, co se nachází mimo něj. Ale pokud jde o lidský mozek, i taková fantastická myšlenka se může ukázat jako pravdivá. Například věda, zastoupená cholingvistkou Tatyanou Černigovskou, předkládá stejně úžasnou tezi: v práci lidského mozku hlavní mozek, ne osoba.

Ano, tělo je přímým účastníkem procesu. S jeho pomocí mozek získává znalosti o chutích, barvách a vůních. Tím se lidé stále liší od počítačů. Ale mozek je důležitější, protože:

• je mocnější a rozmanitější než část myšlenkového procesu, která je pro člověka vědomá,
• rozhoduje se nezávisle bez účasti vědomí a ne vždy chápeme, jak to dělá,
• S mírným zpožděním informuje vědomí člověka o učiněném rozhodnutí, ale podvodně se snaží uklidnit „pána“ tím, že vytvoří podmínky, za kterých si člověk bude myslet, že se rozhodl po vážné úvaze.

Mozek: 10 úžasných faktů

Principy mozku

Zvláštnost fungování lidského mozku je taková, že o normě v rámci tohoto tématu by se mělo diskutovat s velkou opatrností. Hranice mezi genialitou a patologií je tak tenká, že je téměř neviditelná. Duševní a nervové poruchy jsou již zaznamenávány tak často, že jejich počet začal převyšovat kardiovaskulární choroby a onkologie. Nicméně existují standardní ukazatele pro fungování mozkových vln, jejichž různé odchylky v registraci umožňují založit vývojové patologie.

Mozkové vlny

„Mozkové vlny“ jsou oscilace elektromagnetických vln s nízkou intenzitou, které vysílá mozek s frekvenčním rozsahem od 1 do 40 hertzů. Obvykle mají následující indikátory:

• Hladina alfa funkce mozku s frekvencí 8-13 Hz je zaznamenána u 95 % zdravých lidí ve stavu uvolněné bdělosti, hlavně v oblastech týlu a temene.
• Beta rytmus. Frekvence mozku je 14-40 Hz. Normálně má mírné výkyvy s amplitudou do 3-7 μV v oblastech předního a centrálního gyru. Vyskytuje se v bdělém stavu při pozorování nebo soustředění se na řešení problémů.
• K gama vlně dochází při řešení problémů, které vyžadují maximální koncentraci. Oscilace od 30-100 Hz v parietální, temporální, frontální a precentrální oblasti.
• Delta rytmus s kolísáním 1-4 Hz je spojen s pomalými regeneračními procesy a nízkou aktivitou.
• Theta rytmus. Jeho frekvence je 4-8 Hz s registrací v hipokampu a frontálních zónách. Vyskytuje se při přechodu z uvolněné bdělosti do ospalosti.

Princip reflexní práce

Základním principem nervového systému je reflex.

Reflex je reakce těla na podráždění receptorů (citlivé formace), k jejichž realizaci dochází za účasti nervového systému.

René Descartes objevil reflexní princip v 17. století nervová činnost obvykle. A předpoklad o reflexní činnost vyšší oddělení mozku, tedy princip reflexní práce mozku objevil I. Sechenov již v 19. století. I. Pavlov vyvinul způsoby experimentu objektivní výzkum funkce kůry a metody rozvoje podmíněné reflexy k bezpodmínečnému. Rozvíjením těchto myšlenek vytvořil P. Anokhin koncept funkčního systému, v jehož rámci se tvrdí, že v každém časovém okamžiku existuje komplexní systém- dočasné spojení smyslových receptorů, nervové prvky mozkové struktury s výkonnými orgány.

Muž není počítač

Obecně se principy fungování mozku liší od principů fungování počítače a srovnání lze provést jen s četnými výhradami. Člověk například na rozdíl od počítače nemá jedinou energeticky náročnou lokalizaci pasivní paměti. Neurony odpovědné za stav paměti jsou však stále soustředěny víceméně seskupené v neokortoxu, který jich obsahuje asi 11 miliard. neurony a ještě více glií. (Tento typ mozkových buněk se stává domovem neuronů a jejich metabolismus souvisí s metabolismem neuronů.)

Pravá a levá hemisféra: zodpovědnost a synergie

Téměř v každém online testu k určení podílu aktivity levé a pravé hemisféry se divákovi před očima objeví pohybující se „počítačová“ ženská silueta, která se může otáčet ve směru nebo proti směru hodinových ručiček. Jde o iluzorní dojem, o který se konkrétně snažili vědci a počítačoví vědci, kteří jej vytvořili. Ale v závislosti na tom, jak se rotující silueta pohybuje pro pozorovatele, můžeme říci, která z hemisfér osoby je v aktuálním okamžiku dominantní: podél šipky - levá hemisféra, proti směru hodinových ručiček - pravá.

V testech, které testují fungování mozkových hemisfér, často existují další „testy“, ale všechny mají za cíl stanovit:

• Model vědomí, kde levá hemisféra je zodpovědná za logické, sekvenční, symbolické a pravá hemisféra je zodpovědná za intuitivní, chaotické, konkrétní.
• Typ stanovení cíle.
• Typ aktivity (zde, časová orientace, fyzická aktivita a pocit těla „zaměstnává“ levá polovina mozku a pravá polovina je „zaměstnána“ prostorovou orientací a kontrolou pohybu předmětů).
• Povaha inteligence je verbální teoretická s ovládáním levé poloviny a neverbální praktická s ovládáním pravé.
• Paměťový model - pro čísla a vzorce pro levou hemisféru a pro vizuální obrazy emocionálního charakteru - pro pravou.
• Typ zpracování informace - pomalé pojmové nebo rychlé figurativní.

V práci mozkových hemisfér je vždy funkční rozdělení odpovědnosti, ale úkolem tréninku je harmonizovat práci mozkových hemisfér a kombinovat jejich schopnosti.

Mozkový test: Test inteligence

Někteří „pokročilí“ šéfové používají při přijímání zaměstnanců IQ test, kterým se snaží zjistit intelektuální schopnosti budoucího zaměstnance. To je pohodlné a pochopitelné, protože toto kritérium je považováno za ustálené a ilustrativní. Ve skutečnosti však IQ test prokazuje pouze jeden typ lidských intelektuálních schopností a neumožňuje žadateli prokázat ani desetinu celého rozsahu jeho schopností. Z toho plyne závěr: pro šéfa je vhodnější provést vysoce specializovaný test s potenciálními zaměstnanci, který se přímo vztahuje k práci před námi – zkontroluje:

• logické myšlení,
• prostorová paměť
• pozornost a soustředění,
• rychlost rozhodování atd.

Víra v neomylnost IQ testu však není jedinou mylnou představou, která v populární kultuře existuje. Ke stejným přesvědčením patří myšlenka, že intelektuální schopnosti stoprocentně závisí na počtu tzv. „šedá hmota“ (ačkoli ne každý ví, co je šedá hmota). Nebo že existuje zvláštní ženská logika a muži jsou chytřejší než ženy.

Náprava mužské a ženské mysli je někdy legitimní. Dívky jsou například od prvních minut po narození citlivější na dotek a ženy lepší než muži vychytávají emocionální nuance v řeči a jsou obecně vnímavější ke slovům. Z toho, co bylo řečeno, však nevyplývá, že mužská logika existuje odděleně od ženské logiky a mužská mysl je dokonalejší než ženská.

Zde je jedna z mnoha ilustrací. V dubnu 2015 byly na základě 4 milionů dotazníků „získány“ statistiky nejúčinnějších programátorů. Ukázalo se, že zákazníci jsou spokojenější s prací žen, ale jen do té doby, než zjistí pohlaví autorky. Poté se v jednom ze sedmi případů zákazníci stanou zaujatými vůči pohlaví.

Výzkum toho, jak mozek funguje, neustále pokračuje. Na základě knihy Dicka Swaaba „Jsme naše mozky. Od dělohy k Alzheimerově chorobě, kniha Chrise Fritha „Brain and Soul“, kniha Theo Compernolle „Brain Unchained“, kniha Davida Rocka „Brain. Návod k použití“ a mnoha dalších publikacích, můžete sledovat nové objevy v tomto tématu a porovnávat populární teorie.

Jakýkoli koncept se odhaluje prostřednictvím řady principů (z latinského principium – základ), včetně konceptu vztahu mezi mozkem a psychikou. V dílech A.R. Luria, E.D. Chomsky, O.S. Adrianová, L.S. Tsvetková, N.P. Bekhtereva a další shrnují základní principy stavby a fungování mozku. Díky těmto výzkumníkům je možné v organizaci mozku identifikovat jak obecné zásady struktura a fungování, charakteristické pro všechny makrosystémy a dynamicky se měnící individuální vlastnosti tyto systémy.

A.R. Luria identifikuje následující principy vývoje a struktury mozku jako orgánu psychiky:

• - princip evolučního vývoje, který spočívá v tom, že v různých fázích evoluce byly vztahy organismu s prostředím a jeho chování regulovány různými aparáty nervového systému, a proto je lidský mozek produktem dlouhého trvání. evoluční vývoj;
• - princip zachování starých struktur, který předpokládá, že staré mozkové aparáty jsou zachovány, ustupují novým formacím a získávají novou roli. Stále více se stávají aparáty, které poskytují zázemí pro chování;
• - princip vertikální struktury funkčních systémů mozku, to znamená, že každá forma chování je zajištěna společnou prací různé úrovně nervový aparát, propojený jak vzestupnými, tak sestupnými spoji, přeměňující mozek v samoregulační systém;
• - princip hierarchické interakce různé systémy mozku, podle kterého vzruch vznikající v periferních smyslových orgánech přichází nejprve do primárních (projekčních) zón, poté se šíří do sekundárních zón kůry, které hrají integrační roli, spojují somatotopické projekce vzruchů vznikajících na periferii do komplexních funkčních systémy. Tento princip v podstatě zajišťuje integrační činnost mozku;
• - princip somatotopické organizace primárních zón mozkové kůry, podle kterého každá část těla odpovídá přesně definovaným bodům mozkové kůry (point to point).
• - princip funkční organizace kůry, odrážející vztah mezi úlohou funkce a jejím promítáním do mozkové kůry: co vyšší hodnotu má jedno nebo druhé funkční systém, čím větší plocha zabírá jeho projekce v primárních částech mozkové kůry. Ilustrací tohoto principu jsou známá Penfieldova schémata; mozková psychika neuroanatomická
• - princip progresivní kortikolizace, jehož podstatou je, že čím výše je zvíře na evolučním žebříčku, tím více je jeho chování regulováno kůrou a tím více se zvyšuje diferencovanost těchto regulací.

Navíc A.R. Luria poukázal na to, že formace duševní aktivitačlověk přechází od jednoduchých ke složitějším, nepřímým formám.

O.S. Adrianov, doplňující a rozvíjející vědu o mozku, formuloval dva principy:

• - princip víceúrovňové interakce vertikálně organizovaných drah buzení, který poskytuje příležitosti pro různé typy zpracování aferentních signálů;
• - princip hierarchické podřízenosti různé systémy mozku, díky čemuž klesá počet stupňů volnosti každého systému a je možné ovládat jednu úroveň hierarchie druhou.

E.D. Chomského na základě moderní nápady o základních principech organizace mozku jako substrátu psychiky, zdůvodňuje dva základní principy teorie lokalizace vyšších psychických funkcí:

• - princip systémové lokalizace funkcí (každá mentální funkce je založena na složitých vzájemně propojených strukturních a funkčních systémech mozku);
• - princip dynamické lokalizace funkcí (každá mentální funkce má dynamickou, proměnlivou organizaci mozku, odlišnou v odlišní lidé a dovnitř různého věku jejich životy).

Výše uvedené hlavní principy strukturní a funkční organizace mozku jsou formulovány na základě analýzy neuroanatomických dat.