Мозг и космос
Самый совершенный представитель мыслящей материи — мозг — с полным правом заслуживает сравнения с космосом. Насколько необозримы, удивительны и неповторимы явления в окружающем нас звездном мире, настолько же беспределен в своей сложности человеческий мозг. Это тоже целый мир, хранящий в себе уникальные способности и возможности.
Можно сказать больше; все наши знания о Земле и о космосе, о нас самих зависят в большой степени от того, насколько мы понимаем работу своего мозга как органа познания.
Мозг занимает в нашем организме привилегированное положение. Снаружи его нежнейшие ткани надежно защищает костный панцирь черепа, внутри — спинномозговая жидкость, оберегающая от сотрясений. Составляя всего два процента общего веса тела, мозг с его тысячами кровеносных сосудов поглощает двадцать процентов получаемого организмом кислорода. Мозг получает непропорционально большую долю питательных веществ даже тогда, когда организм голодает. Не получающий достаточного питания ребенок может потерять пятьдесят процентов веса, но мозг потеряет лишь пятнадцать. Заметный вклад в науку о мозге был сделан австрийским анатомом Ф. Галлем. Именно он в начале XIX века впервые сказал о важной роли коры головного мозга — тонкого серого слоя, покрывающего с поверхности все борозды и извилины. Ученый обратил внимание исследователей на необходимость изучения больших полушарий мозга. Правда, сам он пошел по ложному пути, связав психические способности с узко ограниченными участками коры. В истории науки Галль остался как создатель френологии, учения, согласно которому по конфигурации черепа можно судить о характере человека. Позднее эта весьма уязвимая гипотеза была взята на вооружение расистами всех мастей. Но в то время, когда жил Галль, его идеи оказали плодотворное влияние на развитие науки о мозге. Начались поиски конкретных участков мозга, отвечающих за различные процессы, физиологические отправления организма. Ключи к механизму работы мозга спрятаны в нервных клетках — нейронах, огромная армия которых — четырнадцать — шестнадцать миллиардов — и составляет то, что мы называем нашим мыслящим центром. Именно эти клетки воспринимают и обрабатывают информацию, поступающую из внешнего мира через органы чувств или из других нервных клеток. Информация передается в форме электрических импульсов по нервным волокнам и химических сигналов, а в ответ по другим нервам рассылаются команды к действию в различные части тела.
Мозговые клетки, по всей вероятности, отличаются друг от друга — особый биохимический «почерк» делает каждую клетку уникальной. Отдельные группы клеток выполняют четко выраженные функции, управляют, например, дыханием, сном, работой сердца. Клетки, расположенные в глубине мозга, на участке, который называют гипоталамусом, «ответственны» за такие чувства, как голод, жажда, агрессивность, а разбросанные по полушариям мозга, но связанные между собой клетки действуют, по-видимому, как регулятор громкости в радиоприемнике, регулируя внимание и «состояние ума». Затылочная часть мозга, известная под названием мозжечка, координирует движения.
Самые основные функции мозга — мышление, речь, память — связаны главным образом с тонким слоем серого вещества, которое покрывает переднюю и боковые поверхности мозга и называется корой головного мозга.
Сюда поступают сигналы из самых различных частей мозга. Что бы ни произошло, кора почти наверняка будет об этом извещена.
Мозг в состоянии обрабатывать одновременно сотни тысяч импульсов-сигналов. В некоторых участках мозга примерно на пятнадцать кубических сантиметров приходится до ста миллионов нервных клеток, и каждая из них соединена с многими тысячами других.
А насколько сложно и совершенно внутреннее строение нейрона! Его для наглядности можно сравнить с большим химическим комбинатом. Нейроны состоят из тончайших мембран, канальцев, трубочек, волокон и других структур, величина которых колеблется в пределах от десяти до двух-трех тысяч ангстрем. В «цехах» этого комбината вырабатываются все необходимые для жизнедеятельности клетки вещества. И вот что следует подчеркнуть: как нет в мире двух совершенно одинаковых людей, так и клеточное строение мозга у всех людей неодинаково.
Так выглядит в самом первом приближении наша Страна Сознания. На ее карте, увы, еще очень много белых пятен. Какие физико-химические процессы стоят за словами «понимаю», «думаю», «вспомнил»? Ответить мы еще не можем.
Ныне «мыслящий космос» исследует огромная армия ученых. И наверное, их творческий поиск можно сравнить пока с положением первопроходцев Земли накануне Великих географических открытий.
Открытия последних лет и десятилетий, сделанные нейрофизиологами, весьма красноречивы. Они лишний раз подтверждают ту великую истину, что для науки нет неприступных высот в познании. Страна Сознания все больше и больше раскрывает свои неповторимые особенности и необыкновенные возможности.
Читайте также
КОСМОС
КОСМОС Ракета-носитель «Протон» Ракета-носитель «Протон», относящаяся к тяжелому классу, разработана под руководством генерального конструктора академика В. Челомея. Начиная с 1965 года до наших дней она используется для запуска орбитальных пилотируемых и
КОСМОС
КОСМОС (греч. kosmos — устройство, упорядоченность, украшение) категория классической философии (см. Классика — Неклассика — Пост- неклассика), фиксирующая представление о мире как об упорядоченной и структурной целостности, подчиненной имманентным потенциально
Что такое космос?
Что такое космос? Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка, и сначала оно не имело никакого отношения к небу и тому, что находится далеко за его пределами. Древние греки называли космосом украшение, мир, порядок. И только потом, когда люди поняли, что Земля, на
Космос и человек
Космос и человек Откуда появилось и что означает слово «космос»?Слово «космос» пришло к нам из древнегреческого языка, и сначала оно не имело никакого отношения к небу и тому, что находится далеко за его пределами. Древние греки называли космосом украшение, мир, порядок.
Населенный космос
Населенный космос Человек стал космонавтом. Управляемые посадки и исследования Луны, исследования других планет с помощью космических зондов стали чрезвычайно важной вехой в развитии Земли. Успехи нашей космической программы привели к тому, что космический полет
Космос
Космос Космос (греч. KosmoV) – первоначально синоним «порядка, гармонии, красоты», со временем стало обозначать «мир или вселенную». По преданию, впервые назвал мир этим именем Пифагор, в виду пропорциональности и гармонии его частей. Согласно с этим, у всех греческих
Космос (Вселенная)
Космос (Вселенная) Космос (греч. kosmos — строй, порядок, мир, Вселенная) первоначально у древних греков (начиная с Пифагора 6 в до н. э.) — Вселенная как стройная организованная система в противоположность хаосу беспорядочному нагромождению материи. От греков термин «К.»
Космос
Космос Космос (от греческого kоsmos) – синоним Вселенной. Древние греки использовали слово «космос» для обозначения таких понятий, как «порядок», «гармония», «чистота». Позже космосом стали называть мироздание, Вселенную. Первым это слово для обозначения понятия «мир»
Земля и космос
Земля и космос Наша Земля – одна из планет Солнечной системы. То есть большое шарообразное тело, вращающееся вокруг Солнца. Ну и что? Какое отношение это имеет к Арктике с Антарктикой? Оказывается, самое прямое. Именно особенностями нашей планеты и ее движения в космосе
КОСМОС COSMOS
КОСМОС COSMOS ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ: АВТОБОТ.ФУНКЦИЯ: РАЗВЕДКА И СВЯЗЬ.ПЕРВОЕ ПОЯВЛЕНИЕ: «ТРАНСФОРМЕРЫ», выпуск
Космос и космонавтика
Космос и космонавтика См. также «НЛО и братья по разуму» В космосе ничего не пропадает. Станислав Лем Каждый дурак знает, что до звезд не достать, а умные, не обращая внимания на дураков, пытаются. Гарри Андерсон Луна: то, что раньше нам обещали политики, а теперь обещают
ЧЕЛОВЕК И КОСМОС
ЧЕЛОВЕК И КОСМОС Почти за полвека до начала космической эры — запуска первого в мире искусственного спутника Земли — скромный калужский учитель и гениальный ученый К- Э. Циолковский создал теорию реактивного движения и ракетной техники, наметил примерные пути, по
Источник
Похожа ли Вселенная на мозг?
Если внимательно посмотреть на космическую паутину – структуру Вселенной, которая состоит из массивных нитей галактик, разделенных между собой гигантскими пустотами – и сеть нейронов в мозге человека, можно заметить некоторое сходство. Но насколько вообще корректно подобное сравнение? Как оказалось, описание человеческого мозга как трехфунтовой Вселенной, возможно, намного ближе к истине, чем может показаться. Человеческий мозг, при весе примерно в три фунта (около 1300 кг) содержит около 100 миллиардов нейронов, а количество связей в нем больше, чем количество галактик во Вселенной. Мозг – это командный центр всего, что мы думаем, чувствуем и делаем. И когда астрофизик Франко Вацца и нейробиолог Альберто Фелетти сравнили эти две структуры численно, сходство стало еще более поразительным. Пожалуй, не удивительно, что оно наводит на самые разные мысли, вплоть до предположения о том, что мы живем в симуляции.
Слева: увеличенный участок мозжечка головного мозга, полученный с помощью электронной микроскопии; справа: участок космологического моделирования с расширением 300 миллионов световых лет с каждой стороны.
Самый сложный орган тела человека
Человеческий мозг – самый сложный объект во Вселенной. Он отвечает за все, что вы делаете, думаете, чувствуете и говорите. Иными словами мозг делает вас тем, кто вы есть, и позволяет заниматься своей повседневной деятельностью.
Мозг среднестатистического взрослого человека содержит около 100 миллиардов клеток – нейронов. Каждая из них связана примерно с 1000 другими, а это 100 триллионов соединений. Так что если вы поставите себе цель сосчитать каждую клетку в мозге одного человека, вам потребуется более 3000 лет.
Примечательно и то, что каждая отдельная часть мозга играет свою собственную роль, позволяя нам думать, хранить воспоминания, двигать руками и ногами, чувствовать запахи, видеть и слышать звуки окружающего мира, а также поддерживать функции многих органов в теле. По меньшей мере 100 триллионов нейронных связей группируются в иерархическую сеть узлов, нитей и взаимосвязанных нейронных кластеров, которые и формируют наши сложные мысли, чувства и эмоции. Но эти нейроны составляют менее 25% массы мозга, а оставшиеся 75% – вода.
Мозг и правда похож на Веленную. Или нам только кажется?
По странному совпадению, наблюдаемая Вселенная также содержит около 100 миллиардов галактик. Шаткое равновесие между притяжением гравитации и ускоренным расширением Вселенной образует космическую паутину, которая состоит из обычной и темной материи. Именно по этой причине некоторые ученые считают, что существует 50% шанс, что мы живем в симуляции. Подробнее читайте в нашем материале.
Примечательно, что скопления галактик образуются на пересечениях галактических нитей, оставляя между собой промежутки пустого пространства. Как это ни странно, но недавно ученые подсчитали, что только около 25% материи во Вселенной является видимой. Остальные 75% составляет таинственная темная материя.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подпишитесь на наш новостной канал в Google News, чтобы не пропустить ничего интересного.
Таинственная темная материя
В исследовании, которое опубликовано в научном журнале Frontiers in Physics, астрофизик Франко Вацца и нейробиолог Альберто Фелетти пишут о том, что «хотя соответствующие физические взаимодействия в вышеупомянутых двух системах принципиально отличаются друг от друга, полученные с помощью микроскопов и космических телескопов изображения удивительно похожи».
Слева на снимке – нейронные связи, справа – космическая паутина
В ходе работы исследователи внимательно изучили полученные изображения космической паутины и нейронных связей в мозге человека. Чтобы рассмотреть как можно больше деталей (а заодно выявить сходство), астрофизик из Болонского университета Франко Вацца и нейрохирург из Веронского университета Альберто Фелетти прибегли к методу под названием «анализ спектра мощности», который позволил им измерить силу крошечных флуктуаций во всем диапазоне пространственных масштабов – как моделирования галактик, так и участков мозжечка и коры головного мозга. Отметим, что «анализ спектра мощности» традиционно применяется в астрофизике и космологии для изучения крупномасштабного распределения галактик во Вселенной.
Исходя из общих черт космической паутины и нейронных связей, ученые составили сравнительную модель флуктуации вещества в обеих системах и изучили их структурные, морфологические и сетевые свойства. Как отмечают Вацца и Фелетти в пресс-релизе исследования, схожести в структуре Вселенной и нейронных связей в мозге также проявились в среднем количестве соединений в каждом узле и тенденции к кластеризации.
Наш анализ показал, что распределение колебаний в нейронной сети мозжечка в масштабе от одного микрометра до 0,1 миллиметра следует той же прогрессии, что и распределение материи в космической паутине, но, конечно, в более крупном масштабе — от 5 до 500 миллионов световых лет.
Почему нейронные связи и галактические нити похожи?
Возможно, уважаемый читатель захочет возразить: «если ученые сравнивают между собой такие сложные структуры как мозг и Вселенную, то почему бы не сравнить и другие, относительно похожие объекты?» По-видимому, исследователи учли подобные вопросы, а потому сравнили спектры мощности и других сложных систем, включая изображения ветвей деревьев, облаков и воды, но ни одно из них не приблизилось к соответствию нейронного и вселенского дуэта.
И все же, необходимо отметить, что спектры мощности не дают никаких намеков на сложность той или иной системы. Так что в ходе исследования ученые внимательно изучили сети обеих систем, сравнивая среднее число соединений на узел и то, как эти узлы группируются вместе.
Необходимо отметить, что сходства между космической паутиной и нейронной сетью возникают только тогда, когда исследователи сравнивают конкретный масштаб каждой системы.
«В очередной раз структурные параметры выявили неожиданные уровни согласования. Вероятно, связь внутри этих двух систем развивается по сходным физическим принципам, несмотря на поразительную и очевидную разницу между физическими силами, регулирующими галактики и нейроны», — слова Вранческо Фелетти из Веронского университета в Италии приводит английская The Independent.
Согласитесь, весьма впечатляет, что у космической паутины в наблюдаемой Вселенной больше общего с сетью нейронов в вашем мозге, чем с отдельными галактиками и звездами. А сложная сеть нейронов в мозге Homo Sapiens составляет лучшую пару с космической паутиной, чем отдельные клетки мозга между собой. А как вы думаете, почему нейронные связи и космическая паутина похожи? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.
Источник