Книга "Коннектом"

Question 1

Зависимость между размером мозга и интеллектом.

Answer 1

Корреляция между iq и размером мозга есть, но она слабая. r=0.33 (коэф Пирсона). Корреляция сильнее, если говорить не о всем мозге, а о лобной и темной доле мозга, но она по-прежнему слаба. (Для примера размер мышц и сила r=0.7 -0.8). Каждый нейрон выполняет свою маленькую задачу и сложными образом взаимодействует с другими нейронами. Успешность выполнения задач зависит не только от количества нейронов, но и от того, как они организованы. Так что неофренология не позволяет ответить на все вопросы.

Question 2

Пациент Поля Брока

Answer 2

1861. Утратил способность к речи. Мог произносить только слово “тан”, которое стало его кличкой. После смерти и вскрытия оказалось, что была сильно повреждена область в левой лобной доле. Позже Брока обнаружил и других похожих людей.

Question 3

Пациент Карла Вернике

Answer 3

Пациент мог говорить, но фразы были бессмысленные. К тому же он ничего не понимал. Позже вскрытие показало наличие повреждений в височной доле левого полушария.

Question 4

У таксистов участок коры,

Answer 4

отвечающий за ориентацию на местности. У музыкантов мозжечок и некоторые участки коры. У двухязычных львы нижняя часть левой теменной доли. У слепых, читающих шрифт Брайля, увеличена зона, отвечающая за движение кистей Но все это имеет статистический характер.

Question 5

Болезнь Альцгеймера.

Answer 5

Потеря памяти, старческое слабоумие. Спустя долгое время после появления первых симптомов начинается отмирание мозговых тканей. Отмирание происходит из-за того, что в мозге появляться тромбы, засоряющие мозг. Из-за чего появляются тромбы - неизвестно.

Question 6

Аутизм

Answer 6

Симптомы - социальная неполноценность, языковые трудности (поздно овладевают речью), неуступчивость, склонность к шаблонному (ритуализированному) проведению. У аутистов мозг в среднем крупнее среднего.Конкретных нейропатологий, связанных с шизофренией, не обнаружено. Обнаружены аномалии в ряде генов, но нет ни одного дефекта, который сказывался бы в более чем 1-2% случаев.

Question 7

Шизофрения

Answer 7

Обычно начинает проявляться в двадцать с лишним лет. галюцинации, мании, хаотичное мышление. Обнаружены статистические изменения некоторых отделов мозга, но корреляция слабая. Конкретных нейропатологий, связанных с шизофренией, не обнаружено.Обнаружены аномалии в ряде генов, но нет ни одного дефекта, который сказывался бы в более чем 1-2% случаев.

Question 8

Эксперимент на мышах, показывающий корреляцию между обучением и изменением размера мозга

Answer 8

Две группы крыс в разных условиях- скучная (одинокие крысы, еда и вода) и обогащенная (множество крыс вместе, каждый день новые игрушки). Вторые старом умнее. Вес мозга мышей из обогащённой группы оказался больше. Но вопрос - является ли повышение массы мозга причиной поумнения, или это побочный эффект?

Question 9

У детей вырезают половину мозга

Answer 9

И после этого они вырастают вполне нормальным людьми. Нейропластичность. При этом лингвистические центры переносятся в правое полушарие (при удалении левого).

Question 10

Наличие сознания означает, что человек

Answer 10

не просто обладает информацией, но ещё и знает о том факте, что он обладает информацией.

Question 11

Фантомные боли. Причина -

Answer 11

Причина - перестраивается кора головного мозга, меняется ее карта.

Question 12

Новые идеи создаются

Answer 12

Путем правильного сочетания и осмысления идей старых (Ньютон: если я и видел дальше прочих, так это лишь оттого, что стоял на плечах гигантов)

Question 13

Теория восприятия.

Answer 13

Нейроны образуют цепь, которая организована иерархически. Чем выше нейрон на этой иерархический лестнице, тем более сложные раздражители он способен распознавать (например, высоко - нейрон Дженифер Энистон, ниже - нейрон голубых глаз. Ниже всего + крошечные пятнышки света на определенных участках сетчатки). На доказательств у этой теории нет -не получается найти нейроны, подключенные к нейрону Дженифер Энистон

Question 14

Гипотеза, описывающая процесс вспоминания

Answer 14

Идеи представлены нейронами. Идеи могут быть связаны между собой. Воспоминания - клеточные ансамбли или синаптические цепочки связанных нейронов. Некий фрагментарный раздражитель может возбудить один из нейронов ансамбля или цепочки, а от него импульс разойдется по всей цепочке.

Question 15

Правила синаптической пластичности Хебба

Answer 15

1) если два нейрона неоднократно активируются одновременном, связь между ними усиливается в обоих направлениях.
2) если два нейрона неоднократно активируются последовательно, усиливается связь, направленная от одного ко второму

Оба правила подтверждены экспериментально. Вводили тончайшие электроды в соединенные через синапс нейроны и измеряли напряжения в нейронах.

Question 16

Сколько связей у нейрона?

Answer 16

Около 10к. Потому правил пластичности Хебба недостаточно для объяснения работы памяти, ведь не все связаны со всеми.

Question 17

Парадоксальный факт о памяти, замеченный уже в античности:

Answer 17

Запомнить больше информации бывает легче, нежели запомнить меньше. Ведь чем больше нейронов связано с запоминанием чего-то, тем больше вероятность их связанности друг с другом через друг друга.

Question 18

Теория нейронного дарвинизма

Answer 18

Синапсы возникают случайным образом. Те синапсы, в которых нет нужды, исчезают. Идея вышла из наблюдения за нервно-мышечных синапсов. Но уверенности в правильности теории в случае синапсов в мозге нет.

Question 19

Изменение синаптического веса (по правила Хебба) и рекомбинация связей (возникновение и исчезновение) существуют точно, но

Answer 19

Трудно доказать, что эти явления вовлечены в процесс накопления и сохранения памяти. Чтобы доказать это можно отключать эти свойства и изучать способность животных запоминать. Подобные эксперименты дали результаты, но их интерпретация затруднена. Невозможно избавиться от ИВС, не породив других побочных эффектов.

Question 20

Исследования идентичных близнецов, разлученных а раннем возрасте

Answer 20

По iq оказались так же схожи, как и внешне. Личностные тесты не так схожи, но ближе, чем у случайных людей.

Question 21

Микроцефалия

Answer 21

Генетическое заболевание. Неисправны гены, кодирующие белки для нейронов коры головного мозга.

Question 22

Изменение количaества синапсов с возрастом

Answer 22

Максимальное количество - в 2 года. К началу зрелости остаётся 60% от максимума.

Question 23

Почему нейроны на близких областях имеют похожие функции?

Answer 23

Потому что большинство связей осуществляются между близлежащими нейронами. В общем, зависит от направления связей. Например, бродмановское поле 4 контролирует движение потому, что от нее идет много аксонов в спиной мозг. Эксперимент: у новорожденных хомяков был изменён маршрут роста аксонов - из зрительной в слуховую область. В итоге визуальные сигналы обрабатовались той областью, которая обычно отвечает за слуховое восприятие.

Question 24

Зрение - не просто врождённая способность.

Answer 24

Мы должны учиться видеть. Должны образоваться нужные связи. Если этого не произойдет в раннем возрасте, то этого не произойдет никогда.

Question 25

Американский психолог прикрепил к лицу телескоп. Мир переворачивался вверх ногами, лево и право тоже менялись местами. Какие результаты?

Answer 25

Зрение конфлигтовало со слухом. Он ожидал услышать звук падающего камня с одной стороны, а это происходило с другой. Но на 8 день мозг перестроился, и конфлигты между зрением и слухом исчезли

Question 26

Эксперимент. На птиц одевали очки, отклонявшие свет на 23 градуса.

Answer 26

Птицы, выросшие с этими очками, имели немного другие нейронные пути в мозге. Аксоны сместились. У взрослых птиц изменения были необратимы, у молодых обратимы. Однако и взрослым особям можно перестроить карту, если последовательно менять очки, постепенно меняя угол поворота.

Question 27

Появляются ли в мозге взрослого новые нейроны?

Answer 27

В большей части мозга нет, но в гиппокампе (кратковременная память)и обонятельной луковице (обоняние) - да.

Question 28

Нервная система совершенствует себя, оставляя в живых те нейроны,

Answer 28

Которые вступают в правильные связи. Остальные уничтожаются. (Аналогично тому, как уничтожаются клетки в пространстве между пальцами у эмбриона).

Question 29

Гипотеза эффективного рынка: “если бы на тротуаре лежали двадцать баксов, кто-нибудь давно бы их подобрал”. Т.е. невозможно найти способ инвестирования, который позволил бы получить прибыль выше среднерыночной. Если получилось - либо везение, либо мухлеж (доступ к инсайдерской информации). Аналогично в науке:

Answer 29

“если бы гениальный эксперимент можно было бы провести, кто-нибудь давно бы это сделал”. Выдающегося результата можно добиться только есть доступ к технологиям, к которым нет доступа у других.

Question 30

В 1677 г. Левенгук первым в мире увидел сперматозоид с помощью самодельного микроскопа. Три года спустя

Answer 30

он увидел в капле воды крошечные объекты и решил, что они живые. Его заподозрили в обмане, и он отправлял в королевское научное общество показания восьми свидетелей (священники, адвокат, врач, др). После смерти Левенгука его методы создания микроскопа оказались утрачены. До сих пор не знают, как конкретно он их делал.

Question 31

Открытие синапсов.

Answer 31

В начале 20-го века ученые спорили, существуют ли синапсы. В 1906 году ученые Кахаль и Гольджи получили общую премию, и во время выступлений спорили о том, соеденены ли между собой отростки нейронов, или существует просвет. Кахаль убедил многих коллег, что между нейронами есть просветы, но было не понятно, как передаются сигналы. В 30-х Леви и Дейл получили Нобелевку за открытия, связанные с химической передачей нервных импульсов. Первые изображения синапосов были получены в 1950-х годах.

Question 32

Кроме химических синапсов существуют также

Answer 32

электрические. Щель между двумя отростками пронизана особыми ионными каналами, и иона перемещаются из одного нейрона в другой. Таких синапсов около 1% в мозге млекопитающего. Они быстрее передают сигнал.

Question 33

Для изучения клеточных структур нужно разрезать образцы тканей на тонкие слои.

Answer 33

В 19 веке для этого изобрели специальные машины - микротомы. Они делали ломтики с человеческий волос. В 1953 был сконструирован первый ультрамикротом - ломтики в тысячу раз меньше, чем волос .В 2004 г. обнарудована система, представляющая собой ультрамикротом, вмотированный в камеру электронного микроскопа - тут делаются снимки образца, обнажаемые при отризании. Множество ученых и сегодня думают над созданием новых технологий в этой области.

Question 34

В 1986 был опубликован и коннектом маленького червя.

Answer 34

62 стр текст и 277 стр приложений, где описывались 302 нейрона и синаптические связи. Анализ снимков разрезанных слоев занял 12 лет. Выявлены нейронные пути, связанные с уползанием после касания. Сделать что-то аналогичное для человека - очень сложно, но компьютеры становятся лучше и лучше.

Question 35

Если повредить пучок аксонов между центрами Брока и Вернике, то

Answer 35

Пациент не может повторить вслух услышанные от другого человека слова. Центр Вернике принимает слова, но не может передать их в центр Брока, считай пациент их повторил.

Question 36

Изучат нейронные коннектомы человека пока невозможно, но возможно

Answer 36

Изучить зональные коннектомы, т.е. как связаны между собой зоны мозга. Такие вещи, как характер, способности и склонность к психическим заболеваниям, как раз могут быть закодированы в упрощённых коннектомах (а воспоминания - в нейронных)

Question 37

Проанализировав коннектомы не получится читать воспоминания

Answer 37

Нужно измерять активность мозга, когда человек описывает то, что вспоминает. Тогда каждый нейрон можно будет соотнести с определенным движением или образом.

Question 38

Чтобы получить зональный коннектом, надо

Answer 38

Рассекать мозг, фотографировать, и прослеживать изменения положений сечений аксонов в белом веществе. Это возможно благодаря тому, что вокруг аксонов образуется “изоляция”. Также можно изучать зональные коннектомы с помощью МРТ благодаря тому, что многие аксоны в белом веществе слипаются.

Question 39

Научный метод

Answer 39

1) Сформулировать гипотезу, 2( сделать на ее основе гипотезы прогноз, 3) провести эксперимент, чтобы проверить прогноз.
Но есть альтернатива. 1) собрать много данных 2) проанализировать их и выявить закономерности, 3) сформулировать на основе закономерностей гипотезы.
(Поиск иголки в стоге сена. Можно сделать гипотезу о более точном местонахождении иголки. А можно сконструировать машину, потом быстро просеет все сено)
Методы взаимодополняющие.

Question 40

Болезнь Паркинсона. Предлагаемые способы лечения.

Answer 40

При БП отмирают нейроны, вырабатывающие дофамин. Учёные пытались замещать эти нейроны, транспортнуя туда нейроны из эмбрионов. Некоторые из этих районов выжили. Также пытались искусственно создать дофаминовые нейроны из клеток кожи человека и так же внедрить в мозг. Есть мысли по поводу того, что можно “разбудить” скрытый потенциал по регенерации клеток мозга Но серьезных результатов по этим направлениям нет.

Question 41

Придумывание новых фармацевтических средств - трудно и дорого.

Answer 41

9 из 10 средств отсеиваются на этапе проверки на людях. Затраты для одного лекарства - от ста миллионов до миллиарда долларов.

Question 42

Лекарства от аутизма и шизофрении сложно создать

Answer 42

Как испытать его на животных? У них нет этих болезней. Один из подходов - выращивание стволах клеток (т.е. из клеток кожи делать нейроны). Но схема подключения таких нейронов отличается от нейронов в мозге. Можно пересаживать эти клетки в мозг животного. Но не понятно, как оценивать результат, ведь не найдено нейропатологий, связанных с этими заболеваниями. Возможно, когда-то найдут коннектопаталогии.

Question 43

Пари Паскаля

Answer 43

Паскаль бросил науку ради теологии. Ценность рая бесконнчная. Соответственно умножая вероятность существования бога на эту ценность, получается бесконечность. Следовательно, рационаьного верить в бога.

Question 44

Крионика

Answer 44

Заморозка и хранение тел после смерти при -196 градусах. Стоит 200к. (Если заморозить голову, то только 80).

Question 45

Пари Эттингера

Answer 45

Филипп Роберт Эттингер первым предложил идею крионики в 1967 году. Теперь, аналогично пари Паскаля можно выстроить таблицу, где ты припишешь вероятности возможности разморозки человека и пользу.

Question 46

Образование льда в клетке убивает ее. Поэтому для крионики надо сделать так, чтобы вода снаружи замерзла, а внутри - нет. Поэтому делают так:

Answer 46

Клетки охлаждают медленно. Тогда вода постепенно высасывается из них. Вода, остающаяся в клетке становится все соленее и соленее, а соль понижает температуру замерзания. Но соль повреждает клетки.

Question 47

Вместо охлаждения клеток для их сохранения можно использовать другой метод.

Answer 47

витрификация. Жидкая вода превращается в витрифицированное состояние. Вода твердая, но молекулы не уложены в кристалическую решетку, свойственную льду. Но этот метод используется только для отдельных клеток. Витрифицированные органы не оживают и не функционируют. Тем не менее этот метод используют для заморозки людей.

Question 48

Что произойдет с мозгом, пока тело попадет в руки специалистам, занимающимися крионикой.

Answer 48

Доступ кислорода к мозгу необходим, при прекращении его доступа спустя секунду происходит потеря сознания, а необратимые повреждения через несколько минут. К моменту, когда они получат тело, у мозга будет много повреждений митохондрий и ДНК. Синапсы, выглядят нетронутыми, но в аксонах и дендритах имеются повреждения.

Question 49

Ученый Кен Хэйворт обещает 200к

Answer 49

200к научному коллективу, который сможет законсервировать крупный мозг так, чтобы сохранился коннектом. Считает, что крионика не обеспечивает сохранения коннектома. Хочет законсервировать себя до того, как умрет (но ему сложно будет найти помощников, ведь это будет классифицироваться как пособничество в самоубийстве). Если не получится, то хочет оцифровать себя.

Question 50

Достаточно ли знать все о коннектомах, чтобы создать цифровую модель человека?

Answer 50

Не известно. Возможно, утерждение “вы - это ваш коннектом” - лишь приближение, и описав все синапсы, типы нейронов, задав правила Хебба и т.п. не получится сделать модель человека. Не исключено, что для этоо нужно уйти на уровень отдельных атомов.

Question 51

Что оцифровщик может сказать материалисту?

Answer 51

Вы - не куча атомов, а схема, согласно которым они расположены. И хотя схема требует вещественного воплощения, она принадлежит к абстрактному миру информации, а не к миру материи.

Question 52

Философ Лейбниц полагал, что все разногласия проистекают из ошибок в рассуждениях, и предлагал

Answer 52

разрешить противоречия, формализовав аргументацию с помощью символьной логики.

Question 53

В Библии сказано, что Господь сотворил человека по своему образу и подобию. Немецкий философ Фейербах объявил, что …

Answer 53

это человек создал Бога по своему образу и подобию. А трансгуманисты говорят, что человечество само должно стать Бого.