Политические взгляды меняют структуру мозга

Содержание

Тело решает за нас: Как физиология объясняет политические пристрастия

Политические взгляды <nobr>меняют структуру мозга</nobr><br />” width=”300″ height=”180″ class=”alignleft size-medium” /></p><p>Люди, которым близки консервативные взгляды, легче пугаются.</p><p> В 2008 году в штате Небраска психологи провели эксперимент, в котором они разделили участников на группы условных «консерваторов» и «либералов» согласно их ответам на вопросы о финансировании армии, смертной казни, патриотизме и так далее.</p><p> Затем подопытным предложили посмотреть на серию из 33 картинок, 30 из которых были нейтральными, а три — страшными. Ученые измерили интенсивность физиологических реакций испытуемых на испуг.</p><p> Выяснилось, что «консерваторы» реагируют на пугающие образы гораздо сильнее «либералов». Психологи предположили, что причина кроется в вариациях активности участков мозга, степень развития которых связана с наследственностью. Среди них — миндалина, которая участвует в формировании некоторых отрицательных эмоций, в том числе страха.</p><h3><span class=Отвращение: Политических конкурентов приравнивают
к насекомым

Несколько исследований, проведенных в США и Бразилии, показали, что за брезгливость, которую люди испытывают к насекомым или грязи, отвечают те же участки мозга, что формируют чувство морального отвращения.

Процессы отвращения влияют на наше отношение к «иным»: многие тезисы о недопустимости равноправия между разными группами людей основаны как раз на том, что непохожие на всех люди — «мерзки».

Показательно, что нацистская пропаганда сравнивала евреев с «крысами» и «тараканами».

Азарт: Либералы легче принимают риск

Либералы и консерваторы по-разному принимают решения в рисковых ситуациях.

Британские ученые из университета Эксетера провели исследование, в котором участники разных политических взглядов играли в простую азартную игру, пока томографы следили за работой их мозга.

Исследователи выяснили, что у консерваторов при оценке риска была наиболее активна миндалина, которая формирует реакции на стресс, а у либералов — часть мозга, которая отвечает за социальное поведение и самосознание.

Окситоцин: Инъекция гормона меняет взгляды либералов

На наше отношение к политическим конкурентам влияет гормон окситоцин. Это вещество делает человека более доверчивым и щедрым и развивает способность к эмпатии. У человека он вырабатывается в гипоталамусе и отвечает за разные процессы, не всегда связанные с психологией.

Во время президентской кампании 2008 года в США психолог Пол Зэк провел эксперимент на группе студентов, которые ассоциировали себя с Демократической или Республиканской партией. Им всем были введены либо дозы окситоцина, либо плацебо. Через час их попросили выразить свое отношение к политикам из разных партий.

Окситоцин смягчил чувства студентов-демократов по отношению к политикам-республиканцам, а вот студенты-республиканцы под влиянием гормона не стали лучше относиться к Бараку Обаме и Хиллари Клинтон.

Овуляция: Одинокие женщины отказываются от консерватизма

Ученые спорят об изменении политического поведения женщин на разных стадиях менструального цикла. Согласно исследованию Кристины Дуранте, Эшли Рэй и Владаса Грискевичюса из университета Техаса, во время овуляции одинокие женщины становятся более либеральными и менее религиозными и больше хотят ать за Обаму.

В то же время женщины, состоящие в отношениях, на том же этапе цикла становятся консервативнее и религиознее. Через некоторое время появилась статья психологов Кристин Харрис и Лоры Микс, которые утверждали, что повторение исследований не привело к аналогичным результатам.

В итоге две группы ученых стали спорить о методологии и интерпретации статистики и не смогли прийти к конкретным выводам.

Лица: Республиканцы жестче, а демократы мягче

Политическую принадлежность можно определить по типу лица. Участникам проведенного в США исследования предложили определить партийную принадлежность кандидатов в Сенат по фотографиям.

С этой задачей подопытные в целом справились, как и со вторым этапом исследования, в котором они аналогичным образом угадывали политические взгляды студентов. Оказалось, что определять взгляды по фотографиям людям помогают стереотипы о членах той или иной партии.

Так, республиканцев воспринимали как более холодных и властных, чем демократы. А другое исследование показало, что лица женщин-республиканок в Палате представителей Конгресса США воспринимаются как более женственные.

Запах: Аромат единомышленников привлекает

Ученым и раньше было известно, что в крепких парах партнеры чаще соглашаются друг с другом по политическим вопросам, чем по каким-либо другим (кроме религиозных). Но не был понятен механизм, который сближает людей со схожими взглядами.

Сотрудники Гарварда, Брауна и университета Пенсильвании изучили, как люди реагируют на запахи, которые исходят от обладателей схожих и противоположных убеждений. Оказалось, что участникам эксперимента больше нравились ароматы тех, кто разделял их взгляды.

Одна девушка даже назвала один из учуянных ею запахов единомышленника «лучшим парфюмом в мире» и попросила разрешения забрать образец домой.

Друзья: У либералов в детстве было больше приятелей

Генетики Калифорнийского университета в Сан-Диего решили проверить, как с возрастом меняется поведение определенной группы людей. У них есть такой вариант одного из генов, что они оказываются более склонны к поиску новизны и авантюризму.

Носителей аллеля в подростковом возрасте спросили о количестве их близких друзей, а через восемь лет их протестировали на политические взгляды. Выяснилось, что между «аллелем новизны» и идеологической принадлежностью нет прямой связи, но его носители, у которых в детстве было много друзей, скорее становились либералами.

При этом ученые не нашли связи между наличием этого варианта гена и количеством друзей.

Дети: Рождение ребенка превращает людей в консерваторов

Политические взгляды вообще трансформируются с возрастом. Канадский психолог Роберт Альтмейер изучал политические взгляды группы студентов на протяжении нескольких лет. Когда участникам эксперимента было по 22 года, ученый измерил степень их консервативности по условной шкале.

Через 8 лет бывшие студенты стали консервативнее в среднем на 5,4 %, а те, кто успел завести детей, — на 9,4 %.

Психолог предположил, что появление ребенка изменяет картину мира родителей: окружающая среда кажется им более опасной и они принимают консервативную модель поведения, основанную на защите от перемен, а не на принятии нового.

Гены: Убеждения передаются по наследству

Исследования о влиянии генов на убеждения начались в 1980-х годах. Австралиец Николас Мартин изучал политические пристрастия близнецов.

Он сравнил, насколько похожи политические взгляды однояйцевых, то есть генетически идентичных, близнецов и двуяйцевых, гены которых совпадают в среднем на 50 %. Мартин выяснил, что однояйцевые близнецы чаще соглашались между собой по политическим вопросам, чем двуяйцевые.

Тогда на работу почти не обратили внимания: многие политологи испугались невольных ассоциаций с евгеникой и теориями нацистов о биологической базе различий между людьми.

Похожие эксперименты провели американцы Джон Хиббинг и Джон Олфорд в начале 2000-х. В 2005 году они опубликовали результаты исследования, которые были очень похожи на данные Николаса Мартина. Ими заинтересовались политологи, которые провели аналогичные эксперименты с близнецами из Австралии, Дании, Швеции и США.

Но многие ученые раскритиковали эти исследования. Однояйцевых близнецов воспитывают не так, как остальных детей: они больше времени проводят вместе, у них больше общих друзей, и они часто поддерживают тесные контакты во взрослой жизни.

Из-за этого сложно оценить, какой вклад в становление их убеждений делают гены, а какой — человеческое окружение.

Нейротрансмиттеры: На идеологию влияют конкретные гены

Биологи исследуют влияние определенных генов на наши убеждения. Выяснилось, что гены, которые связаны с обонятельной системой, и нейротрансмиттеры глутамат, допамин и серотонин связаны с активностью на выборах и характером политических взглядов.

Однако многие исследователи посчитали эти результаты слишком неполными.

Известно, что любой аспект внешности и поведения человека зависит от множества генов, так что говорить о безусловном влиянии участков ДНК на такие сложные вещи, как политическая принадлежность, еще рано.

Источник: http://www.lookatme.ru/mag/live/industry-research/207769-politics-and-body

GPS в нашем мозге: Нобелевская премия по физиологии и медицине 2014

Политические взгляды <nobr>меняют структуру мозга</nobr><br />” width=”300″ height=”200″ class=”alignleft size-medium” /><br /> Каким образом мы определяем свое положение в пространстве? Как мы ежедневно находим дорогу с работы домой даже тогда, когда заходим по пути в магазин? Способность ориентироваться в пространстве — одна из жизненно важных функций мозга всех животных, однако долгое время ученые не могли сойтись во мнении, как мозгу это удается. В 2014 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили исследователи «навигационной системы» мозга.</p><p>Иммануил Кант в «Критике чистого разума» предположил, что некоторые возможности головного мозга обеспечиваются его врожденными качествами, в том числе, возможность ориентироваться в пространстве и времени. Однако почти до 1980-х годов ученые-нейрофизиологи не соглашались с немецким мыслителем, предполагая, что навигация животных в пространстве обеспечивается последовательностью из восприятия ими сенсорных стимулов и ответной двигательной реакции. Работы Джона О’Кифа (John O’Keefe), Мэй-Бритт Мозер (May-Britt Moser) и Эдварда Мозера (Edvard Moser) помогли подтвердить предположение Канта и описать врожденную систему ориентации в пространстве. За свои исследования ученые удостоились Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2014 «за открытие клеток системы позиционирования мозга» — половину премии присудили О’Кифу, а половину — супругам Мозер.</p><p>Первым ученым, поддержавшим идею существования в мозге своеобразной «карты местности», был Эдвард Толмэн (Edward Tolman), изучавший обучение крыс навигации. В 1948 году он предположил, что после изучения окружающего пространства в головном мозге животного формируется когнитивная карта, которая помогает в дальнейшем выбирать оптимальный маршрут [1].</p><p> В то время мало кто из коллег его поддержал; сильными позициями обладало представление бихевиористов: выбор пути осуществляется за счет последовательных двигательных реакций в ответ на внешние стимулы.</p><p> Только через десть лет был разработан метод, позволивший проверить гипотезу Толмэна экспериментально — вживление в мозг животных электродов для длительной записи активности нейронов.</p><h3><span class=Обнаружение «клеток места»

Джон О’Киф начал работать в Университетском колледже Лондона в конце 1960-х, после окончания аспирантуры в Университере МакГилла в Канаде.

Он использовал тогда еще новую методику вживленных электродов для записи активности нейронов в области гиппокампа крыс, где и обнаружил первый элемент «GPS-системы мозга» — «клетки места» (place cells, на русском также «пространственные клетки») [2].

Хотя О’Киф был не первым, кто осуществил запись нейронов гиппокампа, он впервые стал делать записи при нормальной активности животных, в то время как другие исследователи использовали ограниченный набор поведенческих тестов. Когда О’Киф позволил животным свободно передвигаться по клетке, он заметил, что некоторые нейроны ведут себя очень неожиданно.

Каждый из группы этих нейронов активировался только тогда, когда животное находилось в определенном участке клетки, которое было названо «полем» этого нейрона. Ученый изучил эти удивительные нейроны — «клетки места» — подробнее и выяснил, что их реакция никак не связана с сенсорными сигналами, а совокупность многих «клеток места» создает полную карту окружающего пространства (рис. 1).

Рисунок 1. «Клетки места». Справа — схематическое изображение мозга крысы; оранжевым отмечен гиппокамп, в котором находятся «клетки места». Слева — клетка, по которой крыса может свободно передвигаться; линии показывают пути движения животного. Когда крыса находится в точках, отмеченных оранжевым, определенная «клетка места» активируется.

Первые публикации и выступления О’Кифа с рассказом об удивительных «клетках места» и ментальной карте пространства вызывали скептическую реакцию его коллег.

Но за первыми экспериментами последовали новые подтверждения, и к началу 1990-х представление о существовании в мозге особой системы навигации уже вошло в учебники.

В середине 2000-х изучение этой системы получило свое развитие в работах супругов Мозер.

Открытие «клеток координатной оси»

После завершения аспирантуры в родной Норвегии Мэй-Бритт и Эдвард Мозер около года провели, работая заграницей — сначала в Эдинбурге, в лаборатории Ричарда Морриса, а потом в Лондоне, в лаборатории Джона О’Кифа.

В лаборатории О’Кифа они заинтересовались изучением работы «клеток места» и роли гиппокампа в пространственном ориентировании. После своего возвращения в Норвегию в 1996 году они приступили к новым экспериментам, чтобы выяснить, участвуют ли еще какие-либо зоны мозга в работе ментальной карты.

При этом они усовершенствовали экспериментальную установку О’Кифа, дав крысе возможность передвигаться на достаточно большие расстояния (несколько метров, тогда как у О’Кифа это были 10–15 сантиметров).

Благодаря наличию такого большого поля и записи активности нейронов в новых областях в 2005 году супругам Мозер удалось обнаружить новый компонент системы ориентации — «клетки координатной сетки» (grid cells) в энторинальной коре (участке мозга рядом с гиппокампом) (рис. 2) [3].

Рисунок 2. «Клетки координатной сетки». Справа — схематическое изображение мозга крысы; голубым отмечена энторинальная кора, в которой находятся «клетки координатной сетки».

Слева — клетка, по которой крыса может свободно передвигаться. Линии показывают пути движения животного; когда крыса находится в точках, отмеченных голубым, определенная «клетка координатной сетки» активируется.

В совокупности эти точки образуют гексагональную сетку.

Поведение «клеток координатной сетки» оказалось еще более удивительным, чем поведение «клеток места». Отдельные нейроны, описанные супругами Мозер, активировались, когда крыса находилась в нескольких точках поля.

При этом вместе эти точки поля образовывали шестиугольник, а в совокупности с точками активности других нейронов — целую гексагональную сеть, отчего эти нейроны и получили свое название.

Такая сеть, покрывающая все окружающее пространство, помогает мозгу определять расстояния, а не только положение животного в пространстве.

Другие элементы «GPS-системы мозга»

Исследования О’Кифа и Мозер вызвали большой интерес у нейрофизиологов и побудили многих ученых обратиться к этой теме.

Постепенно были открыты и другие элементы этой внутренней системы ориентации — «клетки направления» (head direction cells), расположенные в основании гиппокампа (субикулуме), и «краевые клетки» (border cells), расположенные в гиппокампе и близлежащих областях мозга (гиппокампальной формации).

«Клетки направления» работают как компас, определяя, в какую сторону направлена голова животного. «Краевые клетки» помогают «отметить на карте» расположение стен, ограничивающих территорию. Кроме того, были обнаружены клетки со смешанной активностью (рис. 3).

Рисунок 3. Разные клетки системы навигации: «клетки места» в гиппокампе (А), «клетки направления» в субикулуме (Б), «клетки координатной сетки» в энторинальной коре (В).

За последние годы исследователи узнали много нового о том, как работает ориентационная система головного мозга, и теперь могут гораздо подробнее объяснить, как животные создают ментальную карту окружающей местности.

Еще одним подтверждением того, что Кант был прав в своих рассуждениях о восприятии человеком пространства, служит недавнее открытие врожденности пространственной системы мозга.

В 2010 году две команды исследователей независимо друг от друга обнаружили, что у маленьких крысят, впервые в жизни отправившихся на прогулку, уже есть нормально работающие «клетки места» и «клетки направления», и только «клетки координатной сетки» появляются немного позже.

Получается, что основные компоненты системы пространственного восприятия формируются у млекопитающих еще до приобретения ими какого-либо опыта навигации [4].

Впервые системы ориентации была обнаружена у крыс; позже она была описана у мышей и других млекопитающих, в том числе летучих мышей и обезьян.

Причем оказалось, что работа этих клеток может немного изменяться в зависимости от особенностей поведения животных.

У летучих мышей, которые активно передвигаются в трехмерном пространстве (тогда как мыши и крысы в двумерном), «поля» клеток места представляют собой не плоские зоны, а трехмерные области пространства [5].

Рисунок 4. Разные типы нейронов, расположенные в гиппокампе и энторинальной коре, обра-зуют общую систему навигации в головном мозге. Исследования показывают, что навигационная система в головном мозге крысы и человека устроена по общему принципу.

В экспериментах, проведенных при лечении пациентов с эпилепсией, в соответствующих зонах головного мозга были обнаружены нейроны, похожие на «клетки места» и «клетки координатной сетки».

Подтверждают это и эксперименты с применением фМРТ.

Имеющиеся на данный момент данные позволяют предположить, что система ориентации является консервативной системой головного мозга всех позвоночных животных.

Новая ступень в изучении мозга и нейрокомпьютеры

Открытия О’Кифа и супругов Мозер несомненно являются одними из самых значимых в нейробиологии последний десятилетий. Благородя их исследованиям ученые познакомились с совершенно новым типом работы нейронов, при котором клетки образуют многокомпонентную сеть, позволяющую осуществлять сложные когнитивные процессы.

Кроме фундаментального значения, изучение ориентационной системы мозга играет важную роль и для клинической практики. Некоторые заболевания нервной системы, например, болезнь Альцгеймера, сопровождаются нарушением пространственного ориентирования и пространственной памяти.

Изучение работы сложных нейронных структур имеет важное значение для активно развивающейся области нейрокомпьютеров и робототехники, позволяя использовать элегантные природные решения в качестве технологических находок.

Написано с использованием материалов Нобелевского комитета.

  1. Tolman E.C. (1948). Cognitive maps in rats and men. Psychol. Rev. 55, 189–208;;
  2. O’Keefe J., Dostrovsky J. (1971). The hippocampus as a spatial map. Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat. Brain Res. 34, 171–175;;
  3. Hafting T., Fyhn M., Molden S., Moser M.B., Moser E.I. (2005). Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex. Nature 436, 801–806;;
  4. Элементы: «Представление о пространстве является врожденным»;
  5. Yartsev M.M., Ulanovsky N. (2013). Representation of three-dimensional space in the hippocampus of flying bats. Science 340, 367–372..

Источник: https://biomolecula.ru/articles/gps-v-nashem-mozge-nobelevskaia-premiia-po-fiziologii-i-meditsine-2014

Коннектомы и когнитом: гиперсетевые модели мозга

Политические взгляды <nobr>меняют структуру мозга</nobr><br />” width=”300″ height=”225″ class=”alignleft size-medium” /></p><p>Небольшая часть Всемирной паутины с Википедией в центре. Источник: Википедия</p><p>Наверняка вы уже слышали два слова, упомянутые в заголовке. Идея о том, что когда-нибудь психику человека станет возможно моделировать — одна из любимых фантазий фантастов, которые видят в этом шанс на цифровое бессмертие.</p><p> Потерянные воспоминания научатся восстанавливать, утерянные участки мозга — заменять идеально точными цифровыми копиями-протезами. Всё это станет возможно, если мы научимся достаточно подробно моделировать связи внутри мозга, работу нейронов и обеспечивающих их глиальных клеток.</p><p> На пути к этой вековой мечте человечества лежит новая наука коннектомика.</p><p>В первой серии третьего сезона сериала Black Mirror («Чёрное зеркало») как раз развивается тема создания полной цифровой копии человеческого сознания. Вот в этом маленьком яйцеподобном гаджете находится сознание одного из персонажей.</p><h3><span class=Связи решают все?  

Термин «коннектом» предложен в 2005 году независимо двумя исследователями Олафом Спорнсом и Патриком Хэгмэнном по аналогии с «геномом» (полное описание всех генов) и «протеомом» (полное описание строения и функций всех белков). Сегодня под «коннектомом» понимают полное описание связей в нервной системе того или иного организма. 

Чтобы понять, как работает психика, нам не обойти этап создания полной карты всех нейронов и связей между ними. Считается, что именно в этой информации кроется ключ к загадке человеческой психики.

Допинг для мозга: есть ли смысл принимать ноотропы?

Подобная работа применительно к микроскопическому круглому червю Caenorhabditis elegans уже сделана южноафриканским биологом и лауреатом Нобелевской премии 2002 года Сиднеем Бреннером (Sidney Brenner). В нервной системе червя всего 302 нейрона, распределенных по всему телу, и 7 000 связей. На всю работу по описанию нейронов и связей между ними у ученого и его группы ушло 12 лет упорного труда.

Для сравнения: в центральной нервной системе человека приблизительно 140 миллиардов нейронов.

Понятно, что для подобной работы потребуются гораздо более совершенные технологии и гораздо большие ресурсы. 

В 2009 году опубликовано исследование коннектома аксонов, иннервирущих межщитковые мышцы ушных раковин мышей. Сегодня уже сделаны частичные коннектомы сетчатки и зрительной коры мозга мыши.

Огромный массив данных (12 терабайт) выложен в открытый доступ в рамках проекта Open Connectome.

Помимо мыши и нематоды в данный момент учёные используют в качестве моделей для коннектомов дрозофилу и сову вида обыкновенная сипуха (Tyto alba).

Обыкновенная сипуха. Источник: Википедия

Создание этакого атласа нейронов и связей человеческого мозга — главная цель коннектомики.

Этим в данный момент занят проект Human Connectome Project, который с 2009 года спонсируется Национальным Институтом Здоровья (National Institutes of Health) США.

Первоначальный бюджет проекта был заявлен в 30 миллионов долларов. Он сфокусирован на создании сетевой карты мозга здоровых живых взрослых людей.

В 2013 году был запущен еще один глобальный проект BRAIN, в рамках которого коннектом человека признан одним из приоритетов. На это направление выделено целых три миллиарда долларов.

В качестве первых шагов в рамках этого проекта запланировано полное картирование мозга дрозофилы (130 тысяч нейронов) и картирование мозга аквариумной рыбки «Дамский чулок» (Danio rerio), а также некоторых областей коры мозга мышей.

Сроки, в течение которых ожидаются первые «черновые» коннектомы этих объектов — 10–15 лет.

Как описывают связи в мозге?

Для создания карт нейронных связей используются послойные снимки электронных микроскопов, которые сравниваются между собой вручную. На основе этих снимков создаются модели нейронов и связей между ними.

Здесь обязательно нужно рассказать об уже легендарном проекте EyeWire, в рамках которого усилиями сотен тысяч интернет-пользователей на примере сетчатки человека обучается искусственный интеллект, который в будущем сможет автоматически анализировать миллионы микроскопических срезов нервной ткани. Этот проект — дитя сотрудничества двух институтов — Массачусетского технологического института и Института  медицинских исследований имени Макса Планка.

Автор проекта — бывший физик Себастьян Сеунг (Sebastian Seung), который сегодня работает в Принстонском университете, возглавляя там проект по анализу коннектома дрозофилы.

  Когда-то он оставил перспективную работу в Кембридже и уехал в Германию, чтобы заняться созданием системы искусственного интеллекта, способной создавать из двухмерных изображений гистологических срезов трёхмерные модели различных микрообъектов.

Следующим этапом было выведение этой системы в интернет (в виде онлайн-игры) и использование краудсорсинговой мощи для обучения системы и исправления ошибок автоматического распознавания. Проект стартовал в 2012 году и уже успел стать культовым.

С его помощью созданы полные трехмерные модели примерно трёхсот нейронов человеческой сетчатки. Общее число онлайн-игроков в EyeWire сегодня уже превышает 180 тысяч человек из 150 стран мира, и каждый день к игре подключаются новые и новые участники.

После создания карты трёхмерных моделей нейронов авторы проекта собираются провести картирование всех синаптических контактов сетчатки.

Объёмы предстоящей работы настолько масштабны, что полный анализ срезов человеческого мозга (путь от 300 нейронов до 140 миллиардов) займёт, по разным оценкам, от четырёх до пяти десятков лет.

С другой стороны, всё ещё остается надежда, что алгоритмы автоматического распознавания усовершенствуются настолько, что на долю человека останется не так уж много работы.

Если так произойдёт, полную карту человеческого коннектома мы увидим уже в конце двадцатых–начале тридцатых годов нынешнего столетия.

 Обзор достижений коннектомики и описание проекта EyeWire в TED-лекции создателя проекта Себастьяна Сеунга

У проекта EyeWire есть важное преимущество. Состоит оно в том, что для участия в нём не нужно быть биологом. С задачкой «найди недостающий участок картинки» справится даже ребенок. Сам проект не требует установки на компьютер специального софта и реализован прямо в браузере. Раcскажем о нём чуть подробнее.

Анатомия EyeWire

Дети и гаджеты: что делать родителям и учителям

Для работы сайта идеально подходит браузер Chrome. Чтобы не было проблем при воспроизведении трёхмерной модели нейрона, нужно включить в настройках браузера поддержку WebGL (технологию аппаратного ускорения трехмерной графики) — сайт вам любезно сообщит, если поддержка у вас отключена.

Внутри EyeWired каждый нейрон разбивается на микроразмерные «кубики» ткани, содержимое которых послойно анализируется искусственным интеллектом и добровольцами. Первое, что видит свежезарегистрированный участник проекта — два окошка. В левом находится модель анализируемого фрагмента нейрона, а в правом — набор микросрезов, на основе которых и составляется это трехмерное изображение.

Каждому игроку достается куб с частично реконструированными ветвями модели нейрона. Цель игры состоит в том, чтобы максимально точно указать принадлежащие изучаемому нейрону фрагменты микрофотографий в правом окне. По сути это уточнение результатов работы, которую предварительно проделал искусственный интеллект.

Поскольку игроков в игре множество, один и тот же кубик распознается многократно, а итоговая модель кусочка нейрона внутри него определяется итогом работы каждого участника игры. Упущения одних при таком подходе компенсируются находками других, что делает итоговую модель очень точной: в EyeWired можно играть, не боясь ошибиться — на научном результате ошибки отдельных игроков не отразятся.

По мере продвижения вперед растёт опыт игрока и результативность распознавания микросрезов. Участники получают очки в зависимости от объёма сделанной работы и соревнуются между собой.

Нейроны анализируются по очереди, и на главной страничке сайта всегда видна клетка, над которой идёт работа сообщества в данный момент. Все участники игры могут посмотреть на место распознанных ими фрагментов в общей картине.

Хотя русской версии сайта пока нет, наглядно поможет сориентироваться в несложном интерфейсе серия видеомануалов на -канале проекта. Также есть вики-справочник по проекту EyeWiki.

Когнитом и коги

Нельзя не рассказать о самом перспективном направлении исследования психики человека, к которому приложил руку наш соотечественник Константин Анохин — внук легендарного советского физиолога Петра Кузьмича Анохина (создателя теории функциональных систем).

Как известно, главной задачей нейронаук является понимание того, как из работы материальных и доступных изучению приборами элементов нервной системы получается неуловимая работа психики.

Создание сетевых моделей формальных элементов мозга (когнитома) — всего лишь один из этапов.

Для понимания того, как из работы отдельных нейронов и их групп получается, например, воспоминание, придётся выработать совершенно новую теоретическую основу.

Первый набросок такой «теории разума» и предлагает Константин Анохин. Для её понимания он вводит новый термин «ког» — элемент психического опыта, связанный с работой какого-то участка нейронной сети. Из множества связанных друг с другом когов строится когнитом — сеть психики, внутренний мир животного или человека, которому принадлежит данная нейронная сеть.

Другие подходы

Создание коннектома человека — задача космических масштабов. По меткому выражению Константина Анохина, коннектомика «подобна изучению подробной модели дома, в котором живет человек, чтобы понять сущность этого человека».

Здесь надо уточнить очень важный момент. Структура нервной сети и геометрия связей между нейронами сама по себе не идентична живой психике. Чтобы узнать, как нейроны взаимодействуют друг с другом и с окружающим их миром, образуя нас с вами, нужно учесть очень много дополнительных вещей.

Например, «вес» всех синаптических контактов между нейронами. Как известно, каждая нервная клетка постоянно обновляет силу связи с теми или иными нейронами из своего «окружения», отражая психический опыт животного или человека.

Одни синапсы тормозят клетку, другие возбуждают. И вклад того или иного синапса в работу нервной клетки постоянно меняется.

Пока эту величину измерять не научились, и здесь открывается перспектива для будущих исследователей того, что можно было бы назвать «синаптомикой».

В общем, если мы хотим разобраться в том, как из работы мозга получается психика, недостаточно создать его детальную карту на клеточном уровне. Необходимо изучать, как всё это работает в динамике. Здесь учёных первым делом интересуют процессы образования новых клеток и связей в мозге при его обучении. И тут на помощь исследователям приходят некоторые другие интересные методы.

 «Мозг — это мир, состоящий из множества неоткрытых континентов и огромных неизведанных пространств», — такую надпись можно прочитать на фотографии в одном из номеров Nature за 2013 год. Примечательна эта фотография тем, что поверх этой надписи лежит мозг мыши, который исследователи из Стэнфордского университета сделали полностью прозрачным. Источник: med.stanford.edu

Зачем это могло понадобиться? Нейробиологам удалось совершить чудо: в прозрачном мозге грызуна при помощи обычного светового микроскопа отныне можно изучать отдельные нейроны, которые светятся в темноте желтым, красным и синим флюоресцентным светом.

Откуда берётся этот свет? В исследовательских целях уже научились выводить линии биоинженерных мышей, в геном которых вживлены флюоресцентные белки, которые экспрессируются только в новых нейронах и нейронах, образующих новые связи при обучении. C помощью технологий оптогенетики можно на практике выявить все нейроны, которые отвечают в мозге мыши за тот или иной психический акт, за тот или иной выученный рефлекс. Это открывает новую главу в исследованиях мозга.

Вместо заключения

Новости каждый день: психология информационной эпохи

Нейронауки — область исследования, в которой новые открытия совершаются буквально каждый день. Подходов, которые остались за пределами этого текста, очень много.

Например, вот Ларри Суонсон (Larry Swanson), профессор из USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, проанализировал данные исследований за 40 лет и пришёл к выводу, что мозг крыс устроен и работает аналогично Всемирной паутине — с локальными сетями и хабами, которые вливаются в единую большую магистраль.

Когда-нибудь мы накопим критическую массу таких исследований, и случится то, что постоянно случается в науке. Из обрывков точечного знания сложится большой прорыв в понимании того, что происходит у нас в голове.

Огромное спасибо Ренату Атаеву за терпеливую игру в EyeWire и нечеловеческую помощь в составлении текста.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://newtonew.com/science/connectomics-brain-models

Политические взгляды: врожденные или приобретенные?

Политические взгляды <nobr>меняют структуру мозга</nobr><br />” width=”300″ height=”158″ class=”alignleft size-medium” /></p><p>Тимандра Харкнесс Журналист, ведущая научно-популярных программ</p><p> Правообладатель иллюстрации SCIENCE PHOTO LIBRARY Image caption Там выглядит мозг здорового человека под магнитно-резонансным сканером</p><p>Политические взгляды человека – одно из самых сложных проявлений мозговой активности.</p><p>Поэтому когда я услышала, что с помощью сканирования мозга якобы можно предсказать политические предпочтения человека, я отнеслась к этому весьма скептически.</p><p>Сегодня нейробиология достигла невиданных высот, однако пытаться с помощью сканера дать точное определение социальному поведению человека – это чересчур смело. Это все равно, что проводить сравнительный анализ двух мисок супа, в одной из которых бульон с овощами, а в другой – солянка из экономики и истории, приправленная идеями о равенстве и братстве.</p><p>Но, тем не менее, психологи и нейробиологи в США и Великобритании проводят серьезные исследования в поисках связи между политическими взглядами человека и тем, что творится в его мозгу на нейронном уровне.</p><p>“Рассматривая процесс обработки мозгом данных, связанных с политикой, мы надеемся чуть лучше понять, почему мы делаем то, что мы делаем”, – поясняет Даррен Шрайбер из университета Эксетера.</p><p>Еще будучи в Америке, Шрайбер с помощью магнитно-резонансного сканирования изучал активность мозга в процессе принятия людьми важных решений, особенно связанных с риском.</p><p>Хотя решения, как правило, не сильно отличались друг от друга, доктор Шрайбер отметил разницу в работе тех участков мозга, которые были наиболее активны у людей, относившихся себя к консерваторам или либералам.</p><blockquote><p> Рассматривая процесс обработки мозгом данных, связанных с политикой, мы надеемся чуть лучше понять, почему мы делаем то, что мы делаемДаррен Шрайбер, <br />университет Эксетера</p></blockquote><p>Не вдаваясь в подробности, доктор Шрайбер все же полагает, что разные политические взгляды отражают глубоко укоренившееся в людях видение мира.</p><p>Нейробиолог Университетского колледжа Лондона и политехнического университета Вирджинии Рид Монтагю поначалу весьма скептически отнесся к просьбе о помощи со стороны политтехнологов.</p><p>“Я над ними от души посмеялся”, – вспоминает он, но когда Джон Хиббинг и его коллеги из университета Небраски поделились с Монтагю результатами своих исследований, он изменил свое мнение.</p><h3><span class=Риск, страх и отвращение

А исследования эти, проводившиеся над близнецами, показали частичную генетическую предрасположенность к определенным политическим взглядам.

Конечно, политические убеждения передаются по наследству не с такой же очевидностью, как рост, но все же есть много оснований предположить, что мы рождаемся консерваторами или либералами.

И вот Хиббинг и Монтагю захотели выяснить, как эта врожденная предрасположенность проявляется в работе мозга.

С этой целью они проверили инстинктивную реакцию на визуальные раздражители, провоцирующие отвращение или страх, и обнаружили связь между силой реакцией на соответствующие образы и степенью консервативности взглядов испытуемых.

“Здесь следует сделать четкое различие между экономическим и социальным консерватизмом, – отмечает доктор Хиббинг. – Люди, настороженно относящиеся к иммиграции, приверженцы жесткого наказания преступников, противники абортов намного сильнее реагируют на образы, вызывающие отвращение”.

Правообладатель иллюстрации bbc Image caption Джон Хиббинг с готовностью демонстрирует реакцию отвращения на собственном примере

Эти реакции измерялись на биологическом уровне, чтобы проследить связь между устоявшимся комплексным мировоззрением и неосознанной реакцией.

На данный момент удалось выяснить, что наиболее заметна корреляция между внутренним политическим мировоззрением людей и тем, как они ощущают риск, страх или отвращение.

Проблема в том, как правильно интерпретировать это в каждой отдельно взятой ситуации.

“Человеческая политика – очень сложная вещь, тут дело не ограничивается одними лишь связями в мозгу, – признает доктор Шрайбер. – Наш мозг – не машина, механистический подход здесь неуместен. Если бы люди были столь примитивны, им не нужен был бы такой большой и сложный мозг”.

Неудивительно, что никто из ученых, занимающихся этой темой, не берется утверждать, что наши политические взгляды являются врожденными.

Зачем тогда политика?

Человеческий мозг меняется на протяжении всей жизни, и нейробиологи охотно подтверждают, что наш мозг формируют не только гены, но и приобретенный опыт.

Однако Джон Хиббинг полагает, что подсознательные мотиваторы, развившиеся на заре становления человечества как ответ на острую физическую опасность, управляют нашими политическими взглядами намного сильнее, чем нам хотелось бы думать.

“Людям кажется, что их политические пристрастия рациональны, что это естественный ответ на окружающий их мир, и когда мы намекаем, что это может быть предрасположенность, ими в полной степени не осознаваемая, людям не хочется верить, что именно это в большой степени определяет их взгляды”, – указывает Хиббинг.

Для наглядности он сравнивает наши внутренние идеологические тенденции с тем, какую руку мы предпочитаем использовать. Долгое время считалось, что это всего лишь привычка, которую можно изменить, но сегодня мы точное знаем, что на то eсть “глубокая биологическая предрасположенность”.

Правообладатель иллюстрации bbc Image caption В 19-м веке френология считалась вполне весомой наукой, согласно которой характер человека определялся по шишкам и вмятинам на черепе

Последствия таких выводов для политической жизни могут быть самыми серьезными. Если склонность к левым убеждениям такая же врожденная, как левая рука у левши, то зачем тогда вообще нужна политика?

Не проще ли запихнуть человека в сканер и узнать, что он думает, и всегда будет думать, и прекратить все попытки повлиять на сознание?

К счастью, я с большим облегчением обнаружила, что даже Джон Хиббинг не склоняется к такому умозаключению.

“Не то, чтобы я считал, будто людям следует заткнуться и признать, что все мы – разные. Но я думаю, нужно принять тот факт, что многие люди никогда не изменят свои взгляды, или что переубедить их в чем-то будет крайней сложно. И одним лишь криком и напором ничего не поделаешь”, – считает он.

Ну что ж, значит, в ближайшее время нам не грозит массовое сканирование мозгов вместо избирательных урн.

Что хорошо, поскольку я по-прежнему считаю, что наши взгляды не должны томиться в черепной коробке, их нужно обкатывать на практике в реальном мире, где существуют разные убеждения и противоречивые мнения.

И я совсем не против, если я с рождения запрограммирована на такой вывод.

Источник: https://www.bbc.com/russian/science/2014/05/140519_political_brain

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.