«в мозге» или «в мозгу», как правильно?

КАК РАБОТАЕТ МОЗГ

Рассмотрим простой пример. Что происходит, когда мы берем в руку карандаш, лежащий на столе? Свет, отраженный от карандаша, фокусируется в глазу хрусталиком и направляется на сетчатку, где возникает изображение карандаша; оно воспринимается соответствующими клетками, от которых сигнал идет в основные чувствительные передающие ядра головного мозга, расположенные в таламусе (зрительном бугре), преимущественно в той его части, которую называют латеральным коленчатым телом. Там активируются многочисленные нейроны, которые реагируют на распределение света и темноты. Аксоны нейронов латерального коленчатого тела идут к первичной зрительной коре, расположенной в затылочной доле больших полушарий. Импульсы, пришедшие из таламуса в эту часть коры, преобразуются в ней в сложную последовательность разрядов корковых нейронов, одни из которых реагируют на границу между карандашом и столом, другие – на углы в изображении карандаша и т.д. Из первичной зрительной коры информация по аксонам поступает в ассоциативную зрительную кору, где происходит распознавание образов, в данном случае карандаша. Распознавание в этой части коры основано на предварительно накопленных знаниях о внешних очертаниях предметов.

Планирование движения (т.е. взятия карандаша) происходит, вероятно, в коре лобных долей больших полушарий. В этой же области коры расположены двигательные нейроны, которые отдают команды мышцам руки и пальцев. Приближение руки к карандашу контролируется зрительной системой и интерорецепторами, воспринимающими положение мышц и суставов, информация от которых поступает в ЦНС. Когда мы берем карандаш в руку, рецепторы в кончиках пальцев, воспринимающие давление, сообщают, хорошо ли пальцы обхватили карандаш и каким должно быть усилие, чтобы его удержать. Если мы захотим написать карандашом свое имя, потребуется активация другой хранящейся в мозге информации, обеспечивающей это более сложное движение, а зрительный контроль будет способствовать повышению его точности.

На приведенном примере видно, что выполнение довольно простого действия вовлекает обширные области мозга, простирающиеся от коры до подкорковых отделов. При более сложных формах поведения, связанных с речью или мышлением, активируются другие нейронные цепи, охватывающие еще более обширные области мозга.

Ловушка солидарности

В одном эксперименте исследователи задавали студентам простые вопросы. В группе были актеры, намеренно отвечавшие неверно. Вслед за ними студенты, ранее отвечавшие правильно, начали давать неправильные ответы.

Мы неосознанно стараемся бытькак все». Не стыдно потерпеть неудачу вместе с группой, стыдно выделиться. Если мы делаем что-то по-другому, то нам кажется, что группа нас осудит.

Что с этим делать?

Давно пора обрести независимость от мнения других.

Пришло время осознать, что действия группы не всегда верны и не всегда полезны для вас.

Придерживаться своей точки зрения, даже если ее не поддерживают.

Социальная психология

Вегнер полагает, что у свободы воли есть еще одна функция — возможность отвечать перед обществом. Если я ощущаю, что я за что-то ответственен, то меня можно наказать. Если же я буду считать, что не отвечаю за свои поступки, смысл наказания теряется. Это подводит нас к еще одной научной революции, влияющей на наше восприятие свободы. Речь идет о социальной психологии.

Очень интересно взглянуть на нас как на часть более сложной социальной системы — социальной группы. Действительно, одна рабочая пчела не может размножаться или создать улей: она часть «сверхорганизма». Радикальные социальные психологи считают, что мы тоже часть сверхорганизма. Мы очень социальны. Например, дети чаще предпочитают играть с кем-то, а не самостоятельно. Мы автоматически образуем группы: если людям раздать футболки разного цвета, то они начнут поддерживать тех, кто в таких же футболках, и дискриминировать людей в других футболках. Эксперименты Стэнли Милгрэма показали, что большинство людей готовы пойти на убийство, если об этом попросит человек в белом халате в ходе лабораторного эксперимента. Древние структуры в нашем мозге отвечают за то, чтобы автоматически подстраивать наше мнение под мнение окружающих.

Неполная информированность

Допустим, Анна хорошо разбирается в литературе и любит книги. Вам нужно угадать, кем она работает: продавцом или библиотекарем? «Конечно же, библиотекарем», — думаете вы, и ошибаетесь. На самом деле продавцов гораздо больше, чем библиотекарей, и первый ответ был более логичным.

Мы склонны хвататься за первую мысль, которая показалась логичной, не изучая при этом остальные аспекты проблемы. Продавцов почти в 100 раз больше, чем библиотекарей, но мы об этом не думаем.

Что с этим делать?

Разбираться в причинах каждого предположения и не давать логике вывести вас на ложный путь.

Запомнить, что первый взгляд — не значит правильный.

«Нет» стереотипному мышлению, «да» реальным фактам.

Кто изучает феномен обучения

Ася Казанцева

Вопросом, зачем мозгу учиться, занимаются как минимум две важные науки — нейробиология и экспериментальная психология. Нейробиология, изучающая нервную систему и происходящее в мозге на уровне нейронов в момент обучения, работает чаще всего не с людьми, а с крысами, улиточками и червячками

Специалисты по экспериментальной психологии пытаются понять, какие вещи влияют на обучаемость человека: например, дают ему важное задание, проверяющее его память или обучаемость, и смотрят, как он с ним справляется. Эти науки интенсивно развивались в последние годы

Если смотреть на обучение с точки зрения экспериментальной психологии, то полезно вспомнить, что эта наука — наследница бихевиоризма, а бихевиористы считали, что мозг — черный ящик, и их принципиально не интересовало, что в нем происходит. Они воспринимали мозг как систему, на которую можно воздействовать стимулами, после чего в ней случается какая-то магия, и она определенным образом на эти стимулы реагирует. Бихевиористов интересовало, как может выглядеть эта реакция и что на нее способно влиять. Они считали, что обучение — это изменение поведения в результате освоения новой информации. Это определение до сих пор широко применяется в когнитивных науках. Скажем, если студенту дали почитать Канта и он запомнил, что есть «звездное небо над головой и моральный закон во мне», озвучил это на экзамене и ему поставили пятерку, значит, произошло обучение.

С другой стороны, такое же определение применимо и к поведению морского зайца (аплизии). Нейробиологи часто ставят опыты с этим моллюском. Если бить аплизию током в хвостик, она начинает бояться окружающей реальности и втягивать жабры в ответ на слабые стимулы, которых она раньше не боялась. Таким образом, у нее тоже происходит изменение поведения, обучение. Это определение можно применять и к еще более простым биологическим системам. Представим себе систему из двух нейронов, соединенных одним контактом. Если мы подадим на нее два слабых импульса тока, то в ней временно изменится проводимость и одному нейрону станет легче подавать сигналы другому. Это тоже обучение на уровне этой маленькой биологической системы. Таким образом, от обучения, которое мы наблюдаем во внешней реальности, можно построить мостик к тому, что происходит в мозге. В нем есть нейроны, изменения в которых влияют на нашу реакцию на среду, т. е. на произошедшее обучение.

Я vs мой мозг

Ученые обращают внимание на то, как мы говорим о своих решениях. Например, профессор когнитивной нейробиологии Патрик Хаггард замечает, что обычно мы предполагаем, что не тождественны своему мозгу

Есть я, а есть мозг, который реализует мои действия. Но это не так. Решения программируются в нашем мозге.

Исследования показывают, что для ощущения свободного выбора важны моторные области мозга, для долгосрочных планов и самоконтроля — лобные. Но в лаборатории мы можем вызвать движение с помощью магнитного импульса, направленного в моторную кору мозга. А если в результате хирургической операции или травмы разделить две половины человеческого мозга, то получится два центра, принимающих решения. Премоторная кора в левом и правом полушариях начнет принимать свои решения и даже может решить дать вам пощечину — это так называемый синдром чужой руки.

Инклюзивное образование: почему такая хорошая идея так плохо работает

Один из главных культурных трендов последних десятков лет — это идея безусловного равенства между людьми, из которой далее вытекает необходимость борьбы с любыми проявлениями дискриминации: по расовому, половому и прочим признакам. В образовании это материализовалось в виде инклюзии: такой модели обучения, когда мы одновременно воспитываем и учим нормативно развивающихся детей и детей, имеющих произвольные нарушения и особенности развития. Например, если у вашего ребенка в классе есть один аутист и пять обладателей дефицита внимания с гиперактивностью, этот класс можно считать инклюзивным.
Если двадцать лет назад в России инклюзивное образование находилось в статусе не вполне легального педагогического эксперимента, то сейчас оно формально принято в качестве основной модели. Это означает, что если у вашего ребенка есть особые образовательные потребности, то в принципе вы можете привести его в любой сад и любую школу, и образовательное учреждение — теоретически — обязано будет создать условия для того, чтобы ребенок смог там учиться.
Фасад этой практики — идея, что дети имеют право расти и развиваться вместе, и мы не должны создавать отдельные резервации детей с особенностями, где они лишены общества других детей.
А теперь посмотрим, что происходит, когда мы эту идею пытаемся реализовать.

Нет, наша голова не работает по алгоритмам

Вроде бы набрали много свидетельств алгоритмической работы нашего мозга.

Влиятельный исследователь Дэвид Марр ставит вопрос так: ищем алгоритмы, а потом ищем часть мозга, которая запускает их. Но есть и те, кто задает вопрос иначе: если не алгоритмы, то что?

На него тоже есть ответ. Нам известно огромное количество действий, которыми мозг управляет без алгоритмов. Мы ходим, бегаем и ползаем, не вовлекая алгоритмической деятельности. При этих повторяющихся сокращениях разных групп мышц регистрируются такие же повторяющиеся всплески активности целых групп взаимосвязанных нейронов — они самостоятельно управляют движениями мышц.

Подобные нейронные цепочки возникают в мозге каждый раз, когда в теле происходят ритмичные процессы (хотя работой сердца управляет собственная фиксированная цепочка) — когда мы жуем, плаваем, дышим.

А что с единичными движениями? Например, когда мы поднимаем руку, чтобы взять стакан. Движение не повторяющееся, но и алгоритмов для его выполнения не требуется. При таких движениях происходит серия быстрой смены активности в нейронах зоны моторной коры, ответственной за руку. Они передают сигнал спинному мозгу, который передает его мышцам. Что здесь за алгоритм?

Вообще-то, даже сложные процессы могут обойтись простой динамикой.

Вот механическое решение для работы памяти. Нам уже несколько десятилетий известно, что простое воспоминание может сохраняться и воспроизводиться активностью простой цепочки нейронов в ответ на определенные вводные данные. С их помощью запах поджаренного хлеба может вызывать в нас сложное воспоминание о визите к бабушке в далеком детстве.

А вот механическое решение для формирования прогноза. Наш мозг часто занимается прогнозированием. В этом процессе вознаграждение достаточно неопределенно: сдав отчеты вовремя, вы можете получить повышение, а можете и не получить.

Есть механическое решение для почти любой задачи, связанной с вводными данными. Например, машины с неустойчивым состоянием (особый вид нейросети) представляют собой группу смоделированных нейронов, связанных между собой случайным образом и беспрерывно посылающих друг другу импульсы.

Кроме того, нейроны в этой модели разделяются на возбуждающие и тормозящие (последние не дают первым провести сигнал). Это важный момент, поскольку итоговая нейросеть работает в должной степени беспорядочно, а значит, самое легкое изменение во вводных данных вызовет абсолютно иную активность. По большому счету это означает, что любые вводные данные могут вызвать любую операцию.

Влиятельный физик и математик Роджер Пенроуз посвятил две увесистые книги размышлениям о том, что мозг — это не компьютер. Но каким-то образом от этого простого утверждения он перешел к мысли о существовании квантового сознания, не допустив золотой середины. Ведь все может быть гораздо проще: мозг постоянно находится в движении, которое может подчиняться алгоритмам, а может и не подчиняться.

Ни одно исследование не сможет доказать, что вот эта определенная часть мозга работает по алгоритму Х. В науке так не бывает. Подтверждениями гипотезы служат многочисленные работы со всего мира, собираемые по крупицам. Так что точного ответа мы пока не знаем.

Считаю ли я мозг компьютером? Нет. Я готов оказаться неправым. Более того, я написал множество статей о том, как мозг реализует алгоритмы. Так что, как видите, я спокойно могу придерживаться двух точек зрения одновременно.

Как работает

Нейростимуляция мышц вызывает сокращение и двигательное возбуждение мышцы. Лучше всего это объясняет теория Анохина, основанная на том, что биологическая система – это комплекс структур, которые связаны между собой функционально, и постоянно обмениваются друг с другом информацией и энергией. Если на пути болевого импульса ввести дополнительный аналогичный электрический сигнал, они компенсируют друг друга.

Нейростимуляция мышц производит комплексное воздействие, которое включает:

• ускорение обменно-трофических процессов в мышце, которая работает;
• повышает активность систем-регуляторов (в том числе головного мозга);
• повышает проводимость нервных клеток;
• ускоряет процесс восстановления поврежденной ткани и нервов;
• замедляется процесс атрофии мышц и ее склеротических изменений (когда мышечная ткань заменяется соединительной);
• способствует улучшению кровообращения, так как расширяет кровеносные сосуды и ускоряет ток крови. Это приводит к улучшению питания тканей, а также убирает продукты нарушенного обмена веществ, что помогает быстрее снимать отеки, размягчать рубцы, восстанавливаться тканям, привести в норму функциональные возможности;
• восстанавливает активность нервно-мышечного аппарата путем регулирования активности ЦНС. В результате мышцы приходят в тонус, восстанавливается объем мышечной массы, а также снимает болевые ощущения.

Что такое ТКМС и как она работает

Методика основана на неинвазивном воздействии на центральную нервную систему с помощью ритмично изменяющегося во времени (то есть переменного) магнитного поля. Оно создается вокруг накладываемой на скальп электрокатушки, когда протекающий по ней электрический ток высокой мощности циклически включается и выключается за счет разряда конденсаторов.

Используемое при этой методике магнитное поле имеет величину около 2–3 Тл – примерно столько же, как в магнитно-резонансном томографе. Это почти в 400 раз больше, чем естественный уровень магнитного поля Земли. Электромагнитный импульс беспрепятственно, без отклонений и угасания проходит через кожу, подкожную клетчатку, апоневроз и кости черепа. Он проникает через все мозговые оболочки и преодолевает ликворные пространства. При этом основные изменения под действием переменного магнитного поля возникают в мозговой ткани. А вот стенки венозных сплетений и артерий на него практически не реагируют.

Под действием магнитного поля клеточные мембраны нейронов обратимо деполяризуются, благодаря чему в головном мозге индуцируются нервные импульсы. Они параллельны и противонаправлены току, протекающему в катушке прибора. Чем сильнее прилагаемое магнитное поле, тем глубже оно способно проникать в мозговую ткань и тем ощутимее будут возникающие при этом изменения. Но значительное повышение мощности воздействия может сопровождаться возникновением преходящей головной боли. Это не представляет опасности для здоровья, но снижает комфортность лечения.

Средняя эффективная глубина проникновения магнитного поля составляет около 2 см от поверхности головного мозга. Так что зона индуцированной деполяризации захватывает преимущественно корковое вещество и лишь небольшую часть подлежащего белого вещества. Именно эта особенность обуславливает возможные клинические эффекты на фоне терапии с использованием транскраниальной магнитной стимуляции.

Свобода, детерминизм и случайность

Философ Дэниел Деннет заметил, что мы вряд ли захотели бы жить в обществе, где все обладают бесконечной свободой выбора. Ведь тогда мы не смогли бы влиять на окружающих — например, у нас не получилось бы воспитывать своих детей. Потеряли бы смысл полиция и законы. Люди принимали бы решения абсолютно свободно, независимо ни от чего.

С точки зрения принципа детерминизма у каждого нашего решения и поступка есть первопричина. Это означает, что если вдруг Пизанская башня упадет, а потом мы, как кинопленку, отмотаем время назад, задолго до момента ее падения, и запустим вновь, она снова упадет ровно в то же место, потому что причины ее падения останутся теми же. В принципе, это означает, что вся цепочка причинно-следственных связей идет далеко назад в прошлое, к Большому взрыву. Особенность теории детерминизма в том, что он не оставляет нам выбора: наши решения неизбежны.

С другой стороны, если мы принимаем существование случайности, это значит, что тот или иной выбор в нашей жизни был сделан благодаря случайному процессу в нашем мозге. Парадокс в том, что случайность также не открывает никаких возможностей для свободы выбора.