Рабочая память человека имеет простую организацию.

Открытие, сделанное американскими психологами, поможет в лечении синдрома дефицита внимания (ADD) и ограниченной способности концентрироваться

Нет ничего хуже праздного ума с незадействованным потенциалом. А, может, этого потенциала вовсе и нет? Ученые из Университета штата Миссури пришли к выводу, что среднестатистический человек может хранить в рабочей памяти головного мозга не более 3х-4х потоков информации одновременно. Ранее считалось, что наша рабочая память может оперировать в 7 направлениях. Однако результаты экспериментов, опубликованных в апрельском номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences, развенчали эту теорию и показали, что память не столь многовекторна, как принято было считать. Исследователи надеются, что благодаря этому открытию они научатся помогать людям, страдающим дефицитом внимания и сниженной способностью концентрироваться, а учителя смогут повысить успеваемость учеников в школе и добиться высоких результатов на экзаменах.

"Большинство людей думает, что человеческий ум - неимоверно сложная штука", говорит Джефф Рудер, адъюнкт-профессор психологии Колледжа гуманитарных и точных наук. "Нам удалось провести относительно простой эксперимент, в ходе которого мы наблюдали, сколькими объектами человеческий мозг может оперировать одновременно. Результаты опыта показали, что каждый человек способен хранить лишь определенное количество объектов в поле внимания. Условно нашу рабочую память можно сравнить с регистрами в процессорном блоке. Каждый объект занимает один регистр, а у нас их фиксированное количество. Рабочая память должна иметь определенный лимит, поскольку представляет собой умственный процесс удержания информации в кратковременном, быстроизвлекаемом и легкоуправляемом виде. Таким образом, рабочая память может комбинироваться, реорганизовываться и храниться более эффективно".

"Мы знаем, что такого рода память играет большую роль в нашей повседневной жизни", говорит соавтор научной работы Нельсон Кован, профессор психологии и эксперт теории рабочей памяти. "Если человек пытается решить задачу по математике, то должен держать в уме частичные результаты. Если ему нужно выполнить какие-то задания по дому, - например, запомнить, где лежат ключи, выключить газовую плиту, замесить тесто для будущего пирога или вспомнить чей-то номер телефона - он непременно обратится за помощью к своей рабочей памяти, которая поможет ему удержать в голове все аспекты выполняемых задач".

По мнению Рудера, для запоминания нескольких потоков информации мы неосознанно разбиваем их на 3х- или 4х-значные "кластеры" или группы. Кому-то, может, сложно запомнить девять букв в отдельности. Но, если того же человека попросить запомнить те же буквы в виде акронимов или аббревиатур, например, IBM - ЦРУ - ФБР, то для этого ему нужно будет задействовать всего три слота рабочей памяти.

Исследователи провели простой эксперимент с набором маленьких разноцветных квадратиков, чтобы доказать свою теорию. В зависимости от задания участнику эксперимента показывали два, пять или восемь квадратиков в одном ряду. Затем комбинацию, состоящую из тех же самых квадратиков, меняли и убирали цвета. В конце опыта участнику показывали один цвет в определенном месте и просили указать, совпадает ли он с цветом первоначального набора.

"Как участник справлялся с заданиями в этом опыте, зависело от индивидуальных параметров его рабочей памяти", продолжает Кован. "Результаты эксперимента показали, что у человека фиксированный объем памяти, а это говорит о простой организации мышления. Многие теоретики полагают, что объем рабочей памяти может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от ситуации и вида теста, и в силу своей сложной организации он, якобы, не имеет общих закономерностей. Однако, мы пришли к заключению, что процесс мышления в данном случае менее сложный. Это важное открытие, поскольку в будущем оно обязательно найдет свое применение в лечении некоторых расстройств".

Американские психологи также пришли к выводу, что рабочая память находится в тесной связи с вниманием, которое крайне необходимо для удержания в уме нескольких объектов одновременно. Люди с большим объемом рабочей памяти могут лучше сосредотачиваться. И, наоборот, те, у кого наблюдается неустойчивое внимание, быстрее отвлекаются на посторонние вещи. Это наблюдение также даст возможность ученым помогать людям с синдромом ADD. Исследователи подчеркнули, что уникальность проведенных экспериментов заключается в том, что "с помощью простой умственной модели участникам удавалось описывать запомненную информацию с удивительной точностью, используя при этом регистр рабочей памяти. А, если регистр оказывался переполненным, они отвечали наугад".

Оксана Гринолив

Немецкие психологи утверждают, что вербальные стимулы способны активировать «болевую матрицу»

«А сейчас будет больно», слышим мы в кабинете врача и, как только игла касается нашей нежной кожи, чувствуем пронизывающую боль. По мнению профессора Томаса Вайсса из Йенского университета, после такого опыта достаточно лишь еще раз представить себе это изящное «орудие пыток», и в сознании активируется болевая память.

Ученые с кафедры биологии и клинической психологии впервые в своем исследовании продемонстрировали, что не только воспоминания и ассоциации способны растревожить нашу болевую память, но даже вербальные стимулы могут вызвать реакции в некоторых участках головного мозга, объясняет профессор Вайсс. Когда мы слышим такие слова, как «муки», «измождение», «страдания», активируются именно те участки, которые отвечают за продуцирование соответствующего болевого синдрома.

Психологам из Йенского университета удалось изучить этот феномен с помощью магнитно-резонансной томографии. Ученые проследили, как здоровые пациенты воспринимают слова, ассоциирующиеся с переживанием боли. Чтобы исключить реакции, вызванные словами с просто негативной коннотацией, испытуемые подвергались вербальной конфронтации с помощью таких слов, как «страшный», «кошмарный», «отвратительный».

«Участники эксперимента исполняли два задания, - объясняет психолог Мария Рихтер. - В первом – представляли ситуации, адекватные словам. Во втором - читали слова, но их то и дело отвлекали различными головоломками. В обоих случаях мы могли наблюдать четкую активацию болевой матрицы в мозге с помощью болеассоциирующих слов. Слова с негативной, нейтральной или позитивной коннотацией, напротив, не производили такого эффекта».

Результаты эксперимента показывают, что одних слов достаточно, чтобы активировать болевую матрицу. Способность запоминать болевые переживания является, на самом деле, огромным биологическим преимуществом, так как дает шанс в будущем избегать ситуаций, потенциально опасных для нашей жизни. Вербальные стимулы, оказывается, имеют большее значение в этом процессе, нежели считалось ранее. Для йенских психологов все же остается загадкой, какую роль вербальная конфронтация играет для пациентов с хронической болью. Последние часто жалуются терапевтам и психологам на боли. Возможно, эти беседы еще больше усиливают активность болевой матрицы в мозге и, соответственно, - болевой опыт.

Внести ясность в этот вопрос ученые попытаются в своих будущих исследованиях. А пока нам остается лишь пореже говорить, где и как болит и, кто знает, может, в следующий раз укол окажется не таким болезненным.

Оксана Гринолив

Общение через воображение.

Ученые из Великобритании и Бельгии успешно продолжили исследования, позволяющие наладить контакт с людьми, которые по внешним признакам находятся в вегетативном состоянии вследствие тяжелых травм.
Напомним, что ранее команде ученых удалось наладить контакт с одним из пациентов, который согласно диагнозу был в вегетативном состоянии. Оказалось, что он вполне осознавал происходящее вокруг него. На этот раз исследователи пошли дальше.

В исследовании использовалась техника функционального МРТ (фМРТ), показывающая активность мозга в реальном времени.
Во время сканирования, пациентов и здоровых добровольцев просили представить, будто они играют в теннис. У каждого из добровольцев в результате стимулировалась активность премоторной коры, части мозга, которая используется для планирования движений тела. То же самое произошло и с четырьмя из 23 пациентов, которые предположительно находились в вегетативном состоянии.
Затем ученые попросили одного из пациентов, получившего травмы в ДТП семь лет назад, использовать воображение для ответов на простые вопросы. Так в случае ответа «да» он должен был представить, как он играет в теннис, а в случае ответа «нет» — какую-нибудь пространственную панораму вроде улицы города. В результате пациент верно ответил на 5 из 6 вопросов по его биографии.
Но как бы впечатляющи ни были достижения ученых на этом фронте, они не только открывают новые возможности в диагностировании и лечении пациентов, но и задают ряд довольно сложных этических и юридических вопросов.
В исследовании принимали участие ученые из Центра визуализации мозга им. Вольфсона в Кембридже и из Университета города Льеж в Бельгии.

По материалам: BBC News

Воспоминания успешно расшифровали по томограмме.

Фиолетовым цветом обозначен гиппокамп — отдел мозга, отвечающий за адекватный доступ к автобиографическим воспоминаниям. Его изучение методом функциональной томографии открывает огромные перспективы в нейрофизиологии мышления. Рисунок с сайта www.morphonix.com

Английские ученые экспериментально показали возможность чтения воспоминаний на основе данных функциональной магнитной томографии мозга. Испытуемые вспоминали один из трех видеосюжетов, а задачей нейрофизиологов было определить, какой из видеосюжетов был выбран. Ученые вполне успешно справлялись с задачей. Им удалось выявить особые зоны гиппокампа, отвечающие за воспроизведение памятных эпизодов из жизни.
Чтение мыслей всегда считалось чудом, и кто из нас не мечтал об этой способности, обещающей сверхмогущество! Согласно некоторым маргинальным теориям (как, например, одна из составных частей теории Б. Ф. Поршнева), предки человека обладали этой чудесной способностью. Но в ходе развития логического мышления они ее утратили, и теперь человеку разумному приходится довольствоваться речью — этим жалким подобием предковой коммуникации. Так или иначе, но теперь именно с помощью логического мышления, то есть научным методом, Homo sapiens доказал принципиальную возможность чтения мыслей. Я здесь подчеркну, что речь идет именно о научном методе, то есть проверяемом и фальсифицируемом эксперименте, а не об интуитивном представлении, вере или авторитетных суждениях, то есть, по сути, о ненаучном знании.
Команда английских ученых под руководством Элеонор Магьюр (Eleonor Maguire) из Института неврологии Университетского колледжа в Лондоне готовила выдающийся (и, надо отметить, несложный) эксперимент по чтению мыслей долго и поэтапно. Эксперимент осуществлялся по следующей схеме. Десяти испытуемым показывали три коротких видеосюжета по 7 секунд. В видеосюжетах актриса выполняла некие простые действия — опускала письмо в почтовый ящик, выбрасывала в жестянку из-под кока-колы и т. д. Участники смотрели клипы по 10 раз, затем вспоминали либо один из определенных сюжетов, либо один по своему выбору. Во всех случаях снимались показания томографа, сканирующего область гиппокампа и прилегающих структур. Затем объемные томограммы обрабатывались по особой методике. После этого оставалось обобщить данные сканирования мозга при воспоминаниях каждого из трех клипов и понять, можно ли по этим результатам определить, какой из трех клипов выбирал испытуемый. Поскольку результат эксперимента статистический, каждый участник должен был воспоминать каждый из клипов 7 раз по требованию и 10 раз в свободном режиме.
Таким образом, выполнение этого эксперимента, помимо аккуратного подбора участников и психологически продуманного дизайна (сколько секунд длится представление задания, в какой момент испытуемый закрывает и открывает глаза и т. д.), требовало решения более сложных технических задач. Во-первых, какую часть мозга сканировать? Нельзя же обследовать сразу весь объем (по крайней мере на современном этапе развития технологий). Во-вторых, как осуществлять обсчет полученных объемных изображений? Современная аппаратура не достигает той разрешающей способности, которая позволила бы отследить работу каждого нейрона даже в ограниченной области мозга. Какой масштаб осреднения допустим для цифровой обработки томограмм?
Все эти задачи группа Элеонор Магьюр решала, судя по публикациям, не меньше четырех-пяти лет. За это время ученым удалось доказать локализацию пространственной памяти в области гиппокампа. Они провели замечательное исследование с участием настоящих экспертов в области пространственного ориентирования — лицензированных лондонских таксистов (см. Talent in the taxi: a model system for exploring expertise). Эта профессия требует запоминания взаиморасположения не менее 20 000 улиц Лондона. Выяснилось, что у лондонских таксистов увеличены объем и масса серого вещества в задней части гиппокампа.
На базе экспериментов с виртуальным пространством ученые подтвердили, что решение о пространственной локализации и хранение соответствующей информации принимает главным образом гиппокамп. В эксперименте с виртуальным пространством также предполагалось сканирование мозга и обработка изображений. Объемное изображение делили на ячейки со стороной 1,5 мм. Каждая ячейка заключала информацию о состоянии около 10 тыс. нейронов. Но, как выяснилось, даже столь грубое осреднение дает неплохой результат. Обработка изображений предполагала сравнений ячеек по принципу «каждая-с-каждой», то есть ячейка с конкретными координатами для одного опыта сравнивается с ячейками с теми же координатами в других опытах. Благо, современные машинные мощности позволяют обрабатывать такой колоссальный объем информации.
Все эти «наработки» — а на самом деле, замечательные самоценные исследования — вошли составными частями в эксперимент по угадыванию мыслей. Усредненные томограммы для каждого из трех клипов позволили определять, какое из воспоминаний выбрал тот или иной участник. Точность определения составила 45%, а это существенно выше, чем 33%, которые бы получились при случайном попадании.
У каждого из участников картина возбуждения в гиппокампе была индивидуальной. Однако сама область, заключающая работающие нейроны, оказалась более или менее сходной — это передние боковые и задняя правая зоны гиппокампа. В последней из названных зон содержится информация о пространственной локализации события, две другие служат своего рода картой или картотечным ящиком, который направляет воспоминания к нужным отделам коры. Подобный картотечный способ хранения автобиографической или эпизодической памяти (в противоположность знаниям, полученным из книг или на уроках) оказался сходным у всех испытуемых, так что этот способ авторы исследования считают универсальным. Также они полагают, что в целом существует унифицированная функциональная топография гиппокампа, то есть конкретные области отвечают за хранение и манипулирование конкретной информацией.
Верны или нет представления лондонской группы о структуре и организации гиппокампа и хранения информации, покажут только дальнейшие эксперименты. Методика экспериментов предложена, они реально осуществимы на базе технически оснащенного научного центра, так что расшифровка мыслей — в руках нейрофизиологов!
Источник: Martin J. Chadwick, Demis Hassabis, Nikolaus Weiskopf, Eleanor A. Maguire. Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus // Current Biology, 20, 1–4. 11 March 2010. Doi:10.1016/j.cub.2010.01.053.
См. также:
Katherine Woollett, Hugo J. Spiers, Eleanor A. Maguire. Talent in the taxi: a model system for exploring expertise // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2009. 364(1522). P. 1407–1416. ISSN: 0962-8436.
Елена Наймарк

Определи какое полушарие мозга ведущее?

Если девушка которую вы видете крутится по часовой стрелке, то у вас больше развито правое полушарие мозга, если - против, то - левое. Ну а если усилием воли вы, наконец, заставите крутиться её и влево и вправо, когда вам этого захочется, то у вас повышенный IQ.

Сферы специализации левого и правого полушарий головного мозга
Левое полушарие Правое полушарие

Обработка вербальной информации:
Левое полушарие мозга отвечает за ваши языковые способности. Это полушарие контролирует речь, а также способности к чтению и письму. Оно также запоминает факты, имена, даты и их написание.
Обработка невербальной информации:
Правое полушарие специализируется на обработке информации, которая выражается не в словах, а в символах и образах.

Аналитическое мышление:
Левое полушарие отвечает за логику и анализ. Именно оно анализирует все факты. Числа и математические символы также распознаются левым полушарием.
Воображение:
Правое полушарие дает нам возможность мечтать и фантазировать. С помощью правого полушария мы можем сочинять различные истории. Правое полушарие отвечает также за способности к музыке и изобразительному искусству.

Последовательная обработка информации:
Информация обрабатывается левым полушарием последовательно по этапам.
Параллельная обработка информации:
Правое полушарие может одновременно обрабатывать много разнообразной информации. Оно способно рассматривать проблему в целом, не применяя анализа.


Так исторически случилось, что в течении длительного периода времени правое полушарие головного мозга выступало в роли изгоя и подвергалось всяческому третированию. Ученные называли его "тунеядцем", а хирурги— при необходимости без колебаний удаляли (считая, по-видимому, его столь же бесполезным, как и аппендикс).
Впоследствии неуважение к правому полушарию было перенесено и на ассоциированные с ним функции: "Мы живем в обществе, в котором больше ценится логическое мышление, а люди с доминированием левого полушария добиваются большего успеха. Ребенок с доминирующим левым полушарием, который успешно выполняет арифметические действия, старательно учит уроки и отличается прилежностью, получает в школе отличные оценки. А ребенок с доминирующим правым полушарием, который предпочитает мечтать, глядя на облака, или сочинять разные истории вместо того, чтобы учить уроки, считается плохим учеником, потому что его стремления не поощряются нашим обществом" (М. Зденек, с. 28).
В настоящее время, однако, ситуация коренным образом изменилось и на смену периоду пренебрежительного отношения к правому полушарию пришел период его полной реабилитации и всяческого восхваления. Внезапно всем стало ясно, что полноценная работа правого полушария чрезвычайно важна для становления и развития творческой личности. Появились даже книги (вроде цитированной выше книги М. Зденек) с изложением специальных упражнений по стимулированию правополушарных функций мозга, угнетенных и подавленных "левополушарным" воспитанием.
Постепенно сформировалось представление о важности правополушарных функций (в частности — образного мышления) и в такой, казалось бы, сугубо левополушарной области деятельности, как занятия математикой. Более того, выяснилось, что для многих математиков именно правополушарный стиль мышления является наиболее оптимальным.

Источник: http://www.px-pict.com/4/6.html

Телепатические блоги – будущее интернета?

Эксперимент талантливого американского студента Адама Вильсона, который придумал способ писать сообщения в социальные сети при помощи мысли, поднял вопрос о будущем этого сетевого жанра. Уже сейчас ведение блогов вышло за рамки проведения досуга, став инструментом ведения бизнеса и всех видов общения. Растет и число интернет-зависимых людей, проводящих во Всемирной Сети дни и ночи напролет. Что будет дальше?
Адам Вильсон, студент из американского Университета Висконсин-Мэдисон, выбрал для испытания сконструированного им интерфейса одну из сетей, позволяющую публиковать короткие сообщения. Это ограничение он выбрал специально, чтобы написать усилием мысли небольшой, логически законченный текст.

Интерфейс «телепатического блоггинга» представляет собой шлем, внутренняя поверхность которого покрыта электродами, считывающими мозговую активность и определяющими те участки коры мозга, в которых она преобладает в тот или иной момент. На монитор перед пользователем побуквенно выводится алфавит, так что ему остается только выбрать глазами нужную литеру и подтвердить свой выбор мысленным согласием.

С одной стороны, эта технология не может претендовать на уникальность – подобные эксперименты уже успешно ставились по всему миру. Однако подобное практическое применение сканированию мозговой активности было найдено впервые. Это раздвигает горизонты развития интернета, в том числе, может привести к появлению как новых технологий, так и инноваций в построении Всемирной Сети.

Назвать интерфейс Адама Вильсона быстрым нельзя – приноровившись к принципам его работы, можно достичь скорости восемь символов с минуту, что позволяет написать короткое сообщение в блог примерно за четверть часа. Используя жаргон, распространенный среди сетевых жителей, можно добиться несколько лучших временных результатов для того же объема информации.
Но Вильсон и не рассчитывает на постоянных интернет-пользователей. Его интерфейс является рабочим прототипом для людей, страдающих церебральным параличом или другими заболеваниями, ведущими к ограничению подвижности. Для них важно найти возможность общаться с остальным миром, а, кроме того, шлем позволит им оставаться на связи и иметь возможность быстро написать сообщение своим друзьям и родственникам.
Молодой изобретатель продолжает работу над совершенствованием своего интерфейса. Он стремиться повысить чувствительность сенсоров, разрабатывает программное обеспечение, которое в будущем позволит совершать более сложные действия усилием воли.

Наблюдающие за его работой ученые и инженеры говорят, что разработки Вильсона могут кардинально изменить картину Всемирной Сети. Его шлем для общения с компьютером не только увеличит количество обитателей интернета, но может привести к появлению новых сервисов, построенных на способности человека взаимодействовать с вычислительной техникой усилием мысли.

Мозг может воспринимать слова как цельные единицы.

Группа нейробиологов из Медицинского центра при Джорджтаунском университете (США) обнаружила, что на одном из участков зрительной зоны коры головного мозга человека, который принято связывать с процессом чтения, располагаются нейроны, ответственные за «обработку» целых слов.



Модель головного мозга, на которой зеленым цветом выделен изученный авторами работы участок зрительной зоны коры головного мозга (изображение из журнала Nature Neuroscience).
Соответствующие данные были получены в ходе экспериментов, в которых ученые демонстрировали испытуемым различные пары слов, а затем методами функциональной магнитно-резонансной томографии измеряли скорость тока крови в указанной области мозга. Как отмечают авторы, практически все предыдущие исследования проводились по методикам, которые позволяют получить усредненные результаты, но не дают информации о том, как нейроны «реагируют» на конкретные слова; выбранный нейробиологами метод представления пар слов, напротив, предоставляет такую возможность.
В первой серии экспериментов ученые сравнивали процессы, проходящие в головном мозге при обработке коротких слов, отличающихся лишь одной буквой («крот» и «грот», к примеру). Как оказалось, реакция нервной системы в таких случаях ничем не отличается от реакции на слова, буквы которых не совпадают. «Это означает, что нейроны рассматриваемой нами области мозга ориентированы на отдельные слова», - объясняет один из авторов работы Лори Глезер (Laurie S. Glezer).

Затем исследователи заменили используемые пары слов схожими, но при этом отсутствующими в языке («кроб» и «крог»). Выяснилось, что в таких условиях (при демонстрации практически идентичных «псевдослов») в характере активности нейронов проявляются общие черты. «Это также служит подтверждением того, что нейроны в изученной области «настраиваются» на определенные слова, причем их адаптация происходит по мере накопления человеком опыта обращения со словами», - комментирует г-жа Глезер.

По мнению авторов, полученные ими данные могут прояснить механизмы развития нарушений способности к чтению (дислексии). «Возможно, такого рода нарушения связаны с неспособностью нейронов «привыкнуть» к работе с целыми словами, - предполагает другой участник исследования Максимилиан Ризенхубер (Maximilian Riesenhuber). - В этом случае процесс чтения должен напоминать медленное, затрудненное распознавание здоровым человеком «псевдослов».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Neuron.