Category Archives: Мозг

Как мозг отличает пианиста от педагога

плоская модель корковой поверхности мозгаЛюди могут, не задумываясь, называть тысячи различных объектов и действий, по мере их появления, например, на видео. Эти объекты и действия разбиты по категориям, и загадка заключается в том, как мы эти категории представляем себе. Очевидно, что мы не можем иметь для каждого объекта свой регион мозга, учитывая ограниченный размер мозга. Недавнее исследование (Huth et al., 2012) поставило своей целью понять и систематически представить семантическая карту (карта представлений об объектах и их принадлежности к различным категориям) физически на коре головного мозга. Исследование использовало fMRI, ученые показывали участникам фильмы с множеством объектов, а затем анализировали ответные реакции мозга, используя ряд сложных анализов.
Вот как объясняет исследование один из авторов:

Больше подробностей тут.

Вот как выглядел дизайн исследования:

экспериментальный дизайнИсследование, и модель, которая родилась в результате, разумеется, не претендует на то, чтобы поставить финальную точку в понимании этих сложнейших вопросов. Многие находки прямо противоречат результатам предыдущих исследований. Тем не менее, вот к каким выводам пришли исследователи:

  • Семантически карты, вроде WordNet, которые использовали исследователи, возможно, не совсем верно отражают «реальное» состояние дел. Или наоборот, полученная модель не всегда стыкуется с WordNet. Так, например, обнаружены большие дистанции на карте между персоной, человеком и атлетом. Наш мозг легко отличает спортсмена от хирурга, но карта начинает путаться в этом различии.

семантическая картаСемантическая карта (кликабельна)

  • Существуют пересечение визуальных и концептуальных категории – так, например, всё, имеющее волосы, может быть хорошим визуальным категоризатором, но не различит человека и мох, концептуально различными как объекты. Мозг справляется с этим прекрасно, но как – остается непонятным, даже несмотря на предположение, что он использует несколько категорий сразу – например, категории анимации, мобильности, способности говорить и так далее.
  • Модель хорошо различает категории искусственных объектов и структур, например, мост, машина, мебель, здание от естественных, или категории социальные – комнаты, люди, глаголы, связанные с общением.
  • Регионы пересекаются, потому что, например, здание является также неподвижным объектом, в который входят и небо, и растение.
  • Модель отличает неподвижные объекты от мобильных, но не может провести различия между старым лицом и молодым лицом, или между большими объектами и малыми объектами.

Вы можете и сами поиграться с программой и посмотреть, как мозг категоризирует мир (там и можно узнать, чем отличается пианист от педагога):семантическая карта мозга

http://gallantlab.org/semanticmovies

Я не претендую на полное понимание этого исследования, которое меня заинтересовало, в первую очередь тем, каким образом близлежащие (физически или семантически) концептуальные категории могут влиять друг на друга. Например, почему качели меняют наше поведение иначе, чем гольф.

Вообще, это хорошая иллюстрация парадокса, как наш мозг, отлично справляющийся с невероятными задачами, делает что-то запросто, а мы, люди, имеющие этот самый мозг, до сих пор не можем понять, как он это делает.

Huth, A. G., Nishimoto, S., Vu, A. T., & Gallant, J. L. (2012). A continuous semantic space describes the representation of thousands of object and action categories across the human brain. Neuron, 76(6), 1210-1224.


Подумай еще раз

Think Again: How to Reason and Argue Началась шестая неделя курса Think Again: How to Reason and Argue от coursera.org. Курс по логике и обучает анализировать и оценивать аргументы и избегать ошибок в рассуждениях. Занятия ведут Walter Sinnott-Armstrong и Ram Neta, из Duke University. Курс начался весело и легко, когда его вел Уолтер (это он на картинке), а затем просто стал выносить мозг, когда начал вести Рэм. Тесты составлял, вероятно, бывший работник инквизиции. Вот, например, легенький пример (большинство примеров вообще трудно скопировать нормально):

Suppose your premise is (pVq)&[(p⊃q) ⊃r]. Which of the following conclusions can be deduced from that premise?
a)   r
b)   p
c)   p⊃q
d)   q
e)   None of the above

И предстоит еще 6 недель. Чтобы получить сертификат, надо заработать 70 баллов по результатам трех тестов. Я бы, действительно, подумал еще раз, прежде чем браться за такой курс.


Чуять нутром

МавродиТут и там читаешь про то, как в очередной раз обманули пожилых людей, продав им какую-то панацею за чудовищные деньги, или обещая им какие-то выплаты от государства. Вот и родителей журналиста Пархоменко развели какие-то уроды. Это происходит не только у нас: в Америке пожилые люди теряют около трех миллиардов долларов в год на мошеннических схемах, направленные специально на них. Но почему они, старики, так доверчивы и безрассудны сегодня – те, кто вчера еще считал копейки и мог отличить подлеца от нормального человека за версту?

Недавнее исследование психологов из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе наметило одну из вероятных причин (Castle et al., 2012). 119 пожилых участника (средний возраст 68 лет) и 24 молодых (средний возраст 23 года) смотрели на фотографии лиц людей и оценивали, насколько они им доверяют. Фотографии лиц были предварительно протестированы и были разбиты на три группы лиц: нейтральные, вызывающие доверие, и не вызывающие доверия.

В целом, пожилые люди оценивали все лица как вызывающие доверие в большей степени, чем молодые.

Второе исследование уже использовало функциональный магнитно-резонансный томограф: 23 пожилых  (средний возраст 66 лет) и 21 молодых (средний возраст 33 года).

У молодых людей регион мозга под названием insula (а именно в левой передней части островка или центральной доли) активировался гораздо значительнее, чем у пожилых, в особенности, когда они оценивали лица, доверия не вызывающие. Мозг молодых говорит: «берегись этого типа!», а мозг пожилых молчит. Одна из функций центральной доли – принимать сигналы от множества сенсорных систем и интерпретировать их в определенные состояния. «Нутром чую, что-то не так» можно перевести как «моя инсула работает прекрасно, спасибо». Так, если вы увидели сценку на улице, и на вашем лице на мгновение появилось выражение отвращения – инсула работает, и сообщает, что что-то не так.

anterior-insula

Идеальная жертва мошенников, по словам психологов – мужчина за 50 лет, который имеет сбережения, опыт инвестирования, и самостоятелен в принятии решений. И к этому возрасту центральная доля уже может давать сбои.

Это одна из причин, разумеется, потому что она касается визуального восприятия, а ведь много мошенничества происходит по телефону, или в письменном виде. Неизвестно, работает ли инсула и в таких ситуациях, но нутром чую, что так и есть. Авторы исследования предлагают научить стариков отказываться от таких предложений, говорить «нет», не разговаривать на такие темы по телефону и прочее.

Я считаю, что можно и нужно создать упражнения для мозга, которые бы тренировали это регион мозга и обеспечивали ее хорошую работоспособность. Интересно, что буквально недавно, в совершенно другом контексте, я тестировал пилотное упражнение для быстрого и кратковременного подавления воспалительных процессов, а теперь понимаю, что оно же может тренировать и инсулу. Из этого можно сделать вывод, что умение отлично определять мошенников может служить признаком здорового мозга.

Castle, E., Eisenberger, N. I., Seeman, T. E., Moons, W. G., Boggero, I. A., Grinblatt, M. S., & Taylor, S. E. (2012). Neural and behavioral bases of age differences in perceptions of trust. Proceedings of the National Academy of Sciences. published ahead of print December 3, 2012, doi:10.1073/pnas.1218518109.



Диетическая кола меняет мозг

Голова правого хвостатого ядраНедавнее исследование (Green & Murphy, 2012) проверяло, как влияют газированные напитки на когнитивные функции мозга. Было отобрано 24 человека, не отличающихся по основным параметрам, кроме одного: 12 человек употребляли как минимум один напиток диетической колы в день, другие 12 человек такие напитки не пили. Предварительно поголодав 12 часов до процедуры, участники сканировались функциональным томографом (fMRI). Им давали сладкие напитки, с искусственным подсластителем и с сахаром, а ученые смотрели, как мозг на них реагирует.

Те, кто пил диетическую колу показали пониженную активацию в голове хвостатого ядра (caudate head)мозга. И чем больше потребление таких напитков, тем ниже активация (смотрите график ниже). Этот регион включен в передачу сигналов вознаграждения и контроля потребления еды. Его пониженная активация вводит в заблуждение нормальные процессы насыщения от еды: сладость дает сигнал вознаграждения, но не дает калорий, и обучает мозг меньше реагировать на сладости. Это не позволяет мозгу ограничивать себя в сладком и меняет поведение – люди начинают потреблять больше калорий.

Снижение активации головы хвостатого ядра в зависимости от потребления диетических напитковНа картинке ниже (кликабельной) показана активация мозга на сахар и сахарин. Красным цветом – активация только у потребителей диетической соды, желтый – активация только у потребителей соды с сахаром, зеленый – активация у обеих групп.Активация регионов мозгав ответ на сахар и сахаринЭто исследование – предварительное, и пока нельзя категорично сказать о роли диетических напитков в ожирении, хотя связь прослеживается.

Green, E., & Murphy, C. (2012). Altered processing of sweet taste in the brain of diet soda drinkers. Physiology & Behavior. Available online 11 May 2012. doi: 10.1016/j.physbeh.2012.05.006.


Все равно его не брошу, потому что он хороший!

ОтвращениеДэвид Писарро, профессор психологии Корнельского университета, рассказывает про отвращение.


Примеры из экспериментов: когда комнату наполняли неприятными запахами, люди начинали более негативно относиться к гомосексуалистам. В целом, люди, которые легче испытывают отвращение, консервативнее в политике, как показало исследование, во всём мире.

Писарро с коллегами проверял, как люди меняют свои моральные принципы, если им напомнить про чистоту. Я писал про это ранее. В одном случае они выясняли мнение людей насчет странных, но безобидных сексуальных утех, например: внук, дождавшись ухода бабушки, на ее кровати занимается сексом со своей подружкой, или девушка мастурбирует, когда рядом с ней ее любимый плюшевый мишка. Так вот, когда среда напоминает нам о чистоте, мы относимся более осуждающе к этому.


Пища для мозга. Витамин D

Источники витамина ДДругие статьи из этого цикла здесь.

Витамин D, как правило, ассоциируется с предупреждением таких заболеваний, как рахит, остеопороз, и других, связанных с костями. В последние годы наука представила множество доказательств целебного воздействия этого витамина и для других заболеваний: сердечнососудистой системы, рака, депрессии, инсульта и др. О действии витамина на теломеры я писал: Теломеры и витамин D.

Мета-исследование (Balion et al., 2012) проанализировало 37 экспериментальных работ, и оценило роль витамина на когнитивные функции человека. Исследование обнаружило следующее*:

  • Люди с болезнью Альцгеймера имеют значительно более низкий уровень концентрации витамина D,
  • Люди, демонстрирующие высокие умственные способности, имеют высокий уровень витамина D,

Концентрация витамина D зависит от множества факторов: возраста, цвета кожи, места проживания, количества солнечных дней в году, характера работы и отдыха человека, питания, уровня физических нагрузок, и времени года. Исследования показывают, что у подавляющего большинства людей по всему миру – дефицит витамина D.

Витамин D используется мозгом весьма активно: участвует в работе факторов роста нейронов, контролирует нейротрансмиттеры и, предположительно, борется с амилоидными бляшками, которые являются характерной чертой болезни Альцгеймера.

Остается неизвестным, сколько именно витамина D необходимо для эффективной защиты мозга от возрастных изменений. Одно понятно – поставка витамина в организм будет полезна, принимать его в виде капсулы, или есть пищу, богатую им.

*Следует учитывать, что мета-исследования часто не могут привести к общему знаменателю многие характеристики анализируемых работ, поэтому эти результаты нельзя считать категоричными.

Сегодня было опубликовано еще одно исследование, что должно показать, что всё не так просто: Долголетие связано с низким уровнем витамина D в организме.

Balion, C., Griffith, L. E., Strifler, L., Henderson, M., Patterson, C., Heckman, G., Llewellyn, D. J., & Raina, P. (2012). Vitamin D, cognition, and dementia: A systematic review and meta-analysis. Neurology, 79 (13), 1397-405.