Skip to main content

Еженедельный научный семинар

 В течение двух месяцев проходит в МИФИ, организованный в рамках работы НОЦа «Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования», еженедельный научный семинар, посвященный актуальным вопросам нейробиологии, нейроинформатики и когнитивных исследований. Семинар уже вышел за пределы института: свыше 100 человек приезжают на его заседания из более чем сорока различных вузов и научно-исследовательских институтов Москвы, Московской области и регионов России.
Темы докладов затрагивают исследования передового края развития современной науки о мозге, о чем ярко говорят вопросы, поднимаемые в докладах: Насколько материальны мыслительные процессы? Можно ли создать приспособления, передающие мысли человека на машинные устройства? За счет каких нейронов и систем в мозге человека и животных окружающий мир отражается в их внутренний мир? Какова роль «зеркальных» нейронов в феномене мышления и может ли их наличие говорить о сознании животных? Какова архитектура когнитивных (познавательных) процессов и их связи с работой основных нейрофизиологических систем мозга?
В своем докладе чл.-корр. РАН и РАМН Анохин  К. В. затронул вопросы, связанные с реальной на сегодняшний день возможностью декодировать мысли животных и человека и, следовательно, воздействуя на нейроны головного мозга, управлять их поведением. Например, в эксперименте с вживленными электродами в области головного мозга крысы, ответственных за обработку сенсорной информации с правых и левых вибрисс (осязательные механочувствительные длинные жёсткие усы), исследователи, сочетая раздражение одного из электродов с раздражением от третьего электрода центра удовольствия у крысы, заставляли крысу целенаправленно бежать по довольно сложному лабиринту в трехмерном пространстве, поворачивая в зависимости от активации вправо или влево. Или пример с нейронами «места». Когда крыса пробегает определенный участок пространственного лабиринта, то у неё наблюдаются разряды нейронов определённого участка головного мозга, соответствующего данному месту. При этом, не важно сама ли крыса пробегает этот участок или её можно проносить над этим участком, только нейроны, ответственные за распознавание данного места будут активированы. Но ещё более любопытным оказалось, что когда крыса добегает до конца лабиринта и получает вознаграждение кусочком еды, то у неё активируется все эти зоны в обратной последовательности, т.е. как будто мысленно животное проигрывает всю траекторию своего движения до корма в обратной последовательности.
Чл.-корр. РАН Величковский  Б. М. рассказывал про современные разрабатываемые аппаратные средства, для когнитивных (познавательных) исследований, с последующей применением знаний, полученных в экспериментальной психофизиологии, в практической сфере взаимодействия человек-технических устройств. Для примера, если в опытах с магической семеркой американского психолога Дж. Миллера было показано, что человек способен с одного раза удержать в памяти в среднем девять двоичных чисел, восемь десятичных, семь букв алфавита и пять односложных слов, а значит объём памяти ограничен не количеством самой информации, а количеством её «кусков», то в опытах Лущихиной  И. М. по восприятию глубины фразы (соотношение ветвей в структуре фразы) и её длины (количество слов) авиадиспетчерами было установлено, что если кусков больше семи, то ни восстановить части фразы, разрушенные помехами, ни схватить всю фразу целиком авиадиспетчер не мог. Технические средства, регистрирующие движения глаз, позволяют определить тип внимания: если высокоамплитудные саккады (скачки) зрачка, то это амбьентное внимание, связанное с подкорковыми структурами и заднетеменной частью мозга, ответственное за локализацию объектов в пространстве, требующего времени менее 100 мсек. Второй тип внимания — фокальное (предметное) связанно с нижневисочными и лобными областями и предназначено для идентификации отдельных предметов и требующего уже гораздо большего времени — более 250 мсек. Регистрация момента переключения амбьентной и фокальной обработки информации, имеющих разное время для обработки сенсорной информации, может быть важным в повышении безопасности транспорта и работе операторов. А шведские ученые изобрели устройство, создающее у людей иллюзию нахождения в чужом теле. В экспериментах на голову испытуемым надевали узкий шлем, подававший в глаза по отдельности стереоскопическое изображение. «Картинку» для левого и правого глаза получали две телекамеры, смонтированные на том теле, в которое предстояло «переселить душу» волонтера. Испытуемым опускали голову со шлемом вниз, как бы смотря себе под ноги. После этого включались камеры, укрепленные на голове манекена и также направленные вниз. Если синхронно прикасаться к телу человеку и манекену, то у испытуемого возникает ощущение «переселения души», он чувствовал тело манекена, как свое собственное — «тело манекена стало моим». Зависимости от пола и расы при «переселении душ» нет. Мужчин удалось переселить в женщин, женщин — в мужчин, белого — в черного.
Доктор биологических наук, профессор Балабан  П. М. посвятил свою лекцию нерешенным вопросам нейронных механизмов восприятия запахов. Оказывается, по поверхности участков коры головного мозга, ответственного за распознавание сенсорной информации, постоянно бегают синхронные уединенные волны электрической активности, наподобие сканирования. Приход сенсорной информации в эти зоны (например, в ответ на предъявление запаха цинеола в концентрации 20% наивным улиткам и особей, обученных условно-рефлекторной пищевой или оборонительной реакции на запах) вызывает изменение не только электрической активности отдельных точек поверхности коры, на которые пришел сигнал от рецепторов, но и изменение частоты и амплитуды осцилляций сканирующей волны, зарегистрированных in vitro. Такой способ распознавания сенсорной информации может быть применим к работе любой сенсорной системе. Удивительно, что структура рецепторов у всех живых организмов примерно одинакова. Примерно 10 % из 400 генов, кодирующих рецепторы человека рыбоподобно, и такие же пропорции наблюдаются у шимпанзе, собак, крыс, мышей, улиток, хотя общее количество генов, кодирующих рецепторы может возрасти до 1000. В свою очередь молекулы запаха, воздействующие на рецепторы одинаковы, что и было обнаружено, например, в сравнение половых гормонов хряка (андростенона) и мужчин (тестостерона) — они совпадали с точностью до одной спиртовой группы из 48 атомов! У женщин, которые чувствуют запах андростерона менструальный цикл в первой половине (до овуляции) уменьшается, а после овуляции увеличивается. Таким образом, андростерон хряка способен действовать на половое поведение женщин!
Все выступающие пригласили сотрудников, аспирантов, студентов МИФИ к участию в совместных работах и исследованиях в области нейробиологии, создании биологических нейронных сетей, моделированию работы головного мозга и разработке аппаратуры для проведения исследований. Огромное спасибо всем выступающим лекторам за чрезвычайно интересные доклады и особая благодарность сотрудникам и службам МИФИ, которые помогают в организации и проведение этих семинаров. Ждем всех желающих на очередных наших заседаниях. На каждом заседании ведется видеозапись, и почти все доклады вместе с презентациями в ближайшее время будут выложены на официальном сайте МИФИ на страничке виртуального лектория и на официальном сайте НОЦа «Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования».
Руководитель семинара «Нейробиология, нейроинформатика и когнитивные исследования», доцент кафедры № 1 Ушаков В.Л.