Сознание и мозг
Сознание — рефлексия субъектом действительности, своей деятельности, самого себя. Оно порождается не природой, а самим человеком и окружающим миром, семьей, обществом. В свое время Г. В. Ф. Гегелем были высказаны идеи о трех слоях в его учении о субъективном духе, который выделял три ступени в развитии субъективного духа: антропологию, феноменологию и психологию. Сегодня этот подход вполне применим к сознанию.
Сравнение мозга с нейронной сетью
Можно встретить много критических замечаний о том, что биологический мозг или биологические нейронные сети работают совершенно не так как ныне популярные компьютерные нейронные сети. К подобным замечаниям прибегают различные специалисты, как со стороны биологов, нейрофизиологов так и со стороны специалистов по компьютерным наукам и машинному обучению, но при этом очень мало конкретных замечаний и предложений. В этой статье мы попытаемся провести анализ этой проблемы и выявить частные различия между работой биологической и компьютерной нейронной сетью, и предложить пути улучшения компьютерных нейронных сетей которые приблизят их работу к биологическому аналогу.
Нейро-стимуляция спинного мозга позволит ходить людям, парализованным после травм позвоночника
«Это потрясающее чувство. Я вновь могу согнуть колени, самостоятельно поднять ноги и даже пошевелить пальцами», — рассказывает один из участников экспериментального лечения, которому удалось вернуть свои двигательные способности за счет технологии спинномозговой стимуляции. После травмы позвоночника, полученной 2010 году, его ноги были парализованы. Фактически сразу несколько исследовательских групп как в России, так и за рубежом трудятся над различными способами лечения паралича, вызванного инсультом или травмой спинного мозга. Благодаря инновационным протоколам лечения пациенты с хронической параплегией заново учатся ходить. Подобные технологии позволяют стимулировать спинной мозг сверхточными электрическими импульсами, активировать нейромышечные связи ниже травмы и одновременно с этим усиливать остаточные команды от мозга. Какие механизмы реабилитации уже существуют и могут быть использованы для лечения?
В коре вашего мозга 17 млрд компьютеров
Нейросеть нейросетей Изображение brentsview под лицензией CC BY-NC 2.0 В мозг поступает информация из внешнего мира, его нейроны получают данные на входе, производят обработку и выдают некий результат. Это может быть мысль (хочу карри на ужин), действие (сделать карри), изменение настроения (ура, карри!). Что бы ни получилось на выходе, это «что-то» является преобразованием данных со входа (меню) в результат на выходе («куриный дхансак, пожалуйста»). И если представлять мозг как преобразователь с входом в выходом, то неизбежна аналогия с компьютером. Для одних это просто полезный риторический приём, для других — серьёзная идея. Но мозг — это не компьютер. Компьютером является каждый нейрон. В коре головного мозга 17 миллиардов компьютеров.
Мозжечок и базальные ядра вместо хрустального шара: как мозг предсказывает будущее
Сегодня мы с вами немного отойдем от рассмотрения исследований на базе нашей любимой физики/химии и переключим свое внимание на исследования человеческого организма. Точнее сказать на исследование мозга. Этот орган настолько сложен, что все предыдущие исследования давали один ответ и 10 новых вопросов, так сказать. Конкретнее говоря, сегодня мы рассмотрим исследование, намеренное ответить на вопрос — как мозг предсказывает будущее? И нет, мы не будем говорить о картах таро, кофейной гуще, астрологии и прочих ненаучных вещах. Мы будем говорить о том, как мозг человека, используя имеющиеся знания, выстраивание логических цепочек и анализ ситуации, способен предвидеть недалекое будущее. Исследователи уделили этому аспекту внимание не из праздного любопытства, а ради того, чтобы лучше понять процессы в мозге человека во время развития некоторых болезней, в том числе и болезни Паркинсона. Что именно узнали ученые, как они проводили эксперименты и что это может означать для медицины в будущем? Доклад поможет нам найти ответы на эти вопросы. Поехали.
Исследование связности в мозге на основе электрофизиологических данных. Лекция в Яндексе
Раз уж идеология нейросетей в IT строилась с оглядкой на реальный прототип, о нем тоже иногда полезно вспомнить. Предлагаем посмотреть или почитать лекцию Ильи Захарова, выпускника кафедры психофизиологии факультета психологии МГУ. Илья объясняет, как можно анализировать сети в мозге, какие данные для этого нужны, какие подводные камни могут возникать при анализе, а главное — что нового позволили узнать подобные исследования. Под катом — расшифровка и большинство слайдов.
Логика сознания. Часть 8. Пространственные карты коры мозга
Задача настоящего цикла статей — попробовать описать как работает реальный мозг. Поэтому нас волнует не только работоспособность предлагаемых моделей, но и их согласованность с теми фактами, что известны про реальный мозг и реальные нейроны. В этой части пойдет разговор о том, насколько принципы пространственной организации, свойственные предлагаемой модели, соответсвуют тому, что известно про пространственную организацию реальной коры. В свое время Вернон Маунткасл выдвинул гипотезу, что для мозга кортикальная колонка – это основная структурная единица переработки информации. В свете описываемой модели можно конкретизировать функции кортикальных миниколонок, механизмы их работы и принципы взаимодействия. В предлагаемой модели мы исходим из того, что мозг оперирует информацией, которая состоит из дискретных понятий. Каждому понятию соответствует волна с определенным уникальным внутренним узором. Носителями волн, предположительно, являются дендритные сегменты. По узорам, которые создают информационные волны, распространяясь по какой-либо зоне коры, миниколонки этой зоны получает информационное описание происходящего. Одна и та же информация поступает в каждую миниколонку.
Структура и стартовые настройки мозга
Знание того как работает нейрон недостаточно для понимания того, чем обусловлено разумное и интеллектуальное поведение. Эволюция совершила удивительное мастерство, создав систему из относительно простых элементов, способную поразить невероятной успешностью во взаимодействии с окружающей средой. Недостаточно взять некую массу связанных нейронов (даже сложив слоями) подключить к ней датчики и выводы и получить хоть какое-то подобие мозга. Главным полем работы эволюции на протяжении миллионов лет является не нейрон, а структура и внутренняя организация нервных клеток в нервной системе. В предыдущей части мы говорили о структуре коры мозжечка и на его примере видно, что структура и организация является фундаментальной для его функций. Давайте разберемся в том, как организована кора больших полушарий, структура благодаря которой Человек стал самым успешным видом на Земле.
Логика сознания. Часть 6. Кора мозга как пространство вычисления смыслов
Что такое информация, как найти скрытый в ней смысл, что вообще есть смысл? В большинстве толкований информацию сопоставляют с сообщением или с данными, используя эти слова как синонимы. Сообщение обычно подразумевает конкретную форму. Например, устная речь, текстовое послание, сигнал светофора и тому подобное. Термин «сообщение» чаще используют, когда говорят об информации в связи с ее передачей. Под данными обычно подразумевают информацию, для которой определена форма ее хранения или передачи. Например, мы говорим о данных, когда упоминаем записи в базе данных, массивы в памяти компьютера, сетевые пакеты и тому подобное. Сам термин «информация» мы предпочитаем использовать, когда нет необходимости заострять внимание на способе ее передачи или форме представления. Информация, чтобы быть использованной, должна получить интерпретацию. Например, красный сигнал светофора можно интерпретировать как запрет ехать, улыбку как сигнал хорошего расположения и тому подобное. Конкретная интерпретация называется смыслом информации. По крайней мере, такой трактовки придерживается международная организация по стандартизации: «knowledge concerning objects, such as facts, events, things, processes, or ideas, including concepts, that within a certain context has a particular meaning».
Память, консолидация памяти и бабушкины нейроны
Первый вопрос, который возникает перед исследователями нервной системы и когнитивных процессов это, что такое память? Что такое память в биологическом аспекте? Как проявляется память на уровне отдельного нейрона? И в какой форме хранится информация в нервной системе? И сейчас мы ответим на эти вопросы.
