Ajutor la Tele2, tarife, intrebari

Creierul uman este cel mai complex mecanism biologic creat de natură. Are un potențial enorm, care probabil nu va fi niciodată pe deplin realizat. Viață misterioasă materie cenusie- e urias Pata alba pe harta cunoaşterii umane. Cum funcționează creierul, cum funcționează - nici un singur locuitor al pământului nu poate da un răspuns complet și clar la aceste întrebări.

Totul despre creier este misterios: de la modul în care a apărut pe planeta albastră până la conexiunile sale cu lumea subtilă a Universului, care afectează direct profunzimile subconștientului unei persoane. Aceste ghicitori excită imaginația, îi îndeamnă pe oameni să caute altele noi și noi. metode neconvenționale studiind materia creierului.

Se întâmplă că acest mecanism cel mai perfect este forțat să se studieze singur, dar procesul de cunoaștere, din păcate, nu are prea mult succes. Toate procesele care au loc în materia cenușie sunt prea complexe, de neînțeles, diferite unele de altele și diverse. Reflecțiile lor se regăsesc în lumea exterioară în fiecare secundă, oferind oamenilor posibilitatea de a trăi o viață interesantă, viață plină, să cunoască realitatea înconjurătoare și să-i admiri unitatea și lupta contrariilor.

ÎN corpul uman creierul ocupă o poziţie privilegiată. Din lumea de afarațesuturile sale cele mai delicate sunt protejate de craniu, în interior - fluid cerebrospinal protejează în mod fiabil împotriva șocurilor. Reprezentând doar două procente din greutate totală corpuri, acesta, pătat cu sute de mii vase de sânge organul absoarbe douăzeci la sută din oxigenul primit de plămânii noștri.

ÎN condiții extreme, când corpul moare de foame, creierul ia partea copleșitoare nutrienți. Dacă pierde cincizeci la sută din greutatea corporală, pierde doar cincisprezece la sută.

Pe partea de sus a creierului este acoperit cu un strat subțire gri cu șanțuri și circumvoluții. Acesta se numește țesut nervos Cortex cerebral. Grosimea lui este părți diferite emisfere cerebrale variază de la 1,3 mm la 4,5 mm. Este format din paisprezece până la șaisprezece miliarde de neuroni, principalul element funcțional al sistemului nervos.

Aici se află centrul de gândire cu conexiuni directe și de feedback care sunt realizate prin fascicule verticale de fibre. Informația vine de la organele de simț la cortex prin impulsuri nervoaseși semnale chimice. După procesare, este trimis înapoi sub formă de comenzi și servește drept ghid de acțiune pentru diferite părți ale corpului uman.

Cea mai mare parte a creierului (aproximativ 70%) este localizată în emisfere mari. Ele sunt simetrice și conectate între ele prin corpul calos (un mănunchi de procese neuronale), care asigură schimbul de informații între ei.

Emisferele sunt formate din lobii frontal, temporal, parietal și occipital. ÎN Lobii frontali- centre de reglementare activitate motorie, în lobii parietali - zone de senzații corporale. Lobii temporali sunt responsabili pentru auz, centrii vorbirii, memorie, iar lobii occipitali convertesc razele de lumină care lovesc retina în senzații vizuale.

Sub scoarță minciună nucleele creierului, constând dintr-un grup de neuroni, cum ar fi hipotalamusul și talamusul. Hipotalamus- o zonă mică a creierului care controlează funcțiile homeostatice ale corpului. talamus responsabil pentru starea de veghe și atenție.

Responsabil pentru poziția capului, a trunchiului și a membrelor, adică pentru a se asigura că o persoană se simte confortabil în timp ce stă vertical pe sol. cerebelul, care se ascunde sub lobii occipitali ai emisferelor cerebrale. De asemenea, joacă un rol decisiv în dezvoltarea diferitelor abilități necesare Viata de zi cu zi.

Greutatea medie a creierului adultului un kilogram și jumătate. Există exemplare individuale de substanță cenușie care cântăresc două kilograme. Dar volumul și masa mare nu sunt în niciun caz semne ale unei minți extraordinare și ale unui intelect puternic. Există criterii complet diferite în joc aici, care nu au fost încă studiate practic.

Creierul, în general, este un mecanism biologic foarte greu de studiat. Este prea complex și misterios să le dezvălui toate secretele pelerinilor în Țara Conștiinței exact așa.

Emisfere
creier

De exemplu, emisfera stângă și dreaptă- este ca două creiere într-un craniu. Fiecare dintre ei își gestionează propriile afaceri, dar în același timp își ajută colegul. Stânga se ocupă cu gândirea logică, abstractă, dreapta cu gândirea concretă, figurativă.

Dacă preia controlul asupra psihicului emisfera stângă, atunci starea de spirit a persoanei norocoase se va îmbunătăți. Va deveni prietenos, optimist, moale și vesel. Dar dacă dreapta începe să domine, atunci vâslele se vor usca. Depresia, iritabilitatea, izbucnirile de furie, agresivitatea sunt frecvente în acest caz.

De asemenea, este interesant faptul că specializarea emisferelor la bărbați este mult mai pronunțată decât la sexul frumos. Până la vârsta de șase ani, băieți emisfera dreaptă preia în totalitate funcţiile care îi sunt atribuite. Dar la fete rămâne mai plastic pentru o lungă perioadă de timp. Aproape de-a lungul vieții, la femei, capacitatea de a percepe spațial lumea înconjurătoare este la fel de caracteristică ambelor jumătăți ale creierului.

O astfel de specificitate universală poate juca un rol pozitiv în Vătămarea corporală una dintre emisfere. A doua emisferă va prelua cu calm îndeplinirea funcțiilor pierdute ale fratelui său. Deci bărbații nu pot decât să invidieze.

Un mare interes pentru studierea activității creierului este acordat sentimentelor, gândurilor, emoțiilor, care în toată diversitatea lor enormă sunt caracteristice doar coroanei naturii, adică tu și eu. Animalele, deși au și materie cerebrală, nici măcar nu sunt aproape de oameni.

Viața spirituală este o consecință a muncii creierului, care sunt procese pur fizice și chimice sau altceva, misterioasă și de neînțeles? Această întrebare i-a îngrijorat mereu pe oameni, dar încă nu există un răspuns la ea.

În secolul al XIX-lea, rectorul Seminarului Teologic din Kiev, arhimandritul Boris, și-a subliniat părerile despre această problemă în eseul „Despre imposibilitatea unei explicații pur fiziologice”. viata mentala persoană." Ministru de rang înalt biserică ortodoxă, fiind de acord că viața mentală este opera creierului, a susținut în același timp că fenomenele mentale își au adevărata existență în afara creierului. Atunci unde? „Acest lucru ne este necunoscut, deoarece este revelația lui Dumnezeu.”

De dragul obiectivității, trebuie spus că oamenii de știință sunt în mare măsură de acord cu slujitorul lui Dumnezeu. De exemplu, fiziologul englez C. Sherrington credea că gândirea se naște în afara materiei, dar apare în capul oamenilor, inducându-i astfel în eroare că ei înșiși au adus-o pe lume.

Dar anatomistul australian F. Hallem a încercat să explice acest mister din punct de vedere materialist. El a susținut că viața noastră spirituală este reprodusă în cortexul cerebral. Cu toate acestea, această formulare a întrebării nu a condus la nimic bun. Cufundat cu capul înainte în studiu procese fiziologice, încercând să atragă la ei bogățiile spirituale ale unei persoane, acest om învățat a mers până acolo încât a creat frenologia - o știință conform căreia se poate judeca caracterul oamenilor după configurația craniului. Ulterior, această ipoteză a fost adoptată de rasiști ​​de toate dungile și nuanțe.

Creierul nu este sensibil la durere. El poate fi enervat soc electric, tăierea cu un bisturiu - o persoană nu o va simți. De ce o natură atât de rațională și practică nu s-a ocupat de cele mai importante functie de protectie pentru cel mai important organ al corpului nostru? Aparent pentru că materia cenușie nu poate fi restabilită. Odată ce este deteriorat, nimic nu poate fi reparat.

Dar fiecare nor are o căptușeală de argint. Absența efect de durere a permis cercetătorilor materiei cenușii să folosească electricitatea în munca lor. Prin implantarea celor mai subțiri electrozi în diferite părți ale creierului, ei au putut afla cum funcționează părțile individuale ale acestuia și de ce sunt responsabili.

Dacă atingeți neuronii cu un electrod regiune temporală cortexul cerebral, atunci subiectul poate izbucni în astfel de amintiri (să zicem, din copilăria îndepărtată) care ar fi pur și simplu imposibile cu conditii normale. Iritarea hipotalamusului va provoca agresiune, iar dacă un electrod este implantat în formațiunea reticulară, frica poate fi controlată.

Creierul tinde să-și amintească organele pierdute. O persoană își pierde un braț, după aceea trec ani, iar membrul amputat continuă să „trăiască” și să „doare insuportabil”. Astfel de dureri se numesc dureri fantomă și sunt bine cunoscute medicilor. Apropo, doar implantarea electrozilor vă permite să scăpați de acest lucru factor neplăcut pentru totdeauna.

Așa, în schiță generală, creierul uman este aranjat. În concluzie, aș dori să spun câteva cuvinte despre lucruri destul de ciudate care, deși foarte rar, sunt observate la indivizi individuali. Aceasta este absența materiei din creier. În timpul unei autopsii la o astfel de persoană, în loc de neuroni și celule gliale apă obișnuită.

Astfel, patologul german Joachim Hoffmann, în timp ce autopsia cadavrul unui pacient care suferise de o tulburare psihică în timpul vieții, a descoperit o masă lichidă în capul său în locul imaginii obișnuite. Venerabilul doctor a fost șocat până la capăt, dar nu a putut explica acest fenomen.

Iată un alt exemplu. A venit acasă de sărbători student englez a mers la spitalul local cu o plângere gravă durere de cap. Medicii nu au putut determina cauza mult timp stare proastă răbdător, dar după raze X creierele erau îngrozite. Acesta are tânăr materia cenușie a lipsit cu desăvârșire: în loc de ea, s-a stropit cu lichid. Este interesant că tânărul s-a comportat destul de adecvat și a fost în stare bună la universitate și a studiat destul de bine.

Nu este un secret pentru nimeni că, atunci când au deschis craniul „liderului proletariatului mondial”, domnul Ulyanov V.I. (Lenin), nici luminari medicali ruși nu au găsit substanță cenușie în capul său. În loc de miliarde și miliarde celule nervoase Era apă în capul teroristului bolșevic.

Creierul uman este un mecanism biologic perfect, perfect reglat. Nu este nimic de prisos în ea, dar este necesar și chiar necesar oameni moderni utilizați doar 10%. Până la 90% din materia cenușie este nefolosită de-a lungul vieții. Un număr mare de neuroni nu sunt niciodată puși în funcțiune și nu beneficiază o persoană.

Care este acest beneficiu? Nu există un răspuns clar aici. Poate e intuiție genială, poate teleportare. Memoria ideală, perfecțiunea spirituală, cunoașterea universală nu pot fi excluse. Dacă toate acestea se află foarte aproape, sub craniu, atunci trebuie să lucrezi și să lucrezi asupra ta pentru a trezi acele forțe extraordinare adormite care pot schimba radical viața fiecăruia dintre noi și, prin urmare, a întregii umanități în ansamblu.

Articolul a fost scris de ridar-shakin

Surse: F. Bloom, A. Leiserson „Brain, Mind and Behavior”

Există multe controverse cu privire la modul în care funcționează creierul. teorii științifice si ipoteze. Emoțiile deciziei unei persoane se opun adesea una cu cealaltă. Emoțiile apar la oameni datorită naturii creierului, programat pentru un sistem de instincte. Deci, atunci când vedeți stimuli pozitivi - mâncare delicioasă, bani ca sursă de plăcere, un reprezentant atractiv al sexului opus - creierul produce semnale și le trimite sistemul hormonal. Sunt produse substanțe chimice, influențând reacția unei persoane - poate începe să experimenteze frică, bucurie sau admirație.

Funcționează pe Inteligenta emotionala au subiecte greutate mai mare, care poate fi aplicat în afaceri, marketing și politică. O persoană ia multe decizii în subconștient. Și acest lucru nu este întotdeauna rău. Modelele se formează în partea din spate a creierului: modele de comportament uman în situații experimentate anterior.

IQ: gândire rațională

Se crede că stânga este responsabilă pentru acțiunile raționale. Prin urmare, emisfera stângă se numește analitică, iar emisfera dreaptă se numește creativă. Această ipoteză nici măcar nu putea fi pe deplin justificată. Creierul uman este mult mai complex. Este împărțit în mii de zone, fiecare dintre acestea fiind responsabilă pentru una dintre funcții posibile. Există, de asemenea, o serie de zone „vide”, a căror funcționalitate se dezvoltă în funcție de nevoile individului. Cu toate acestea, majoritatea oamenilor de știință au ajuns la concluzia că majoritatea Zonele analitice ale creierului sunt de fapt situate în emisfera stângă.

Baza gândirii raționale este aderarea la sistemele de semne. Părți ale emisferei stângi sunt activate la citirea și rezolvarea problemelor matematice. Orice fel de scriere nu este caracteristică animalelor; emisferele lor stângi sunt implicate într-o măsură mai mică decât în ​​creierul uman. Excepție fac mamiferele superioare (delfini, balene).

Legătura dintre emisfere

Conexiunea dintre emisferele creierului și zonele individuale se formează prin rețele neuronale. Acestea sunt un fel de fire care transmit impulsuri electrice ale creierului cu o viteză de neimaginat. Gândirea umană (vector mental, viteză, trăsături de caracter) depinde direct de prezența conexiunilor neuronale formate.

Se crede că oamenii cu manifestări de geniu au o cantitate mare conexiuni stabile ale neuronilor și sinapselor (un alt tip de „fire”) de legătură între emisfera stângă și cea dreaptă. Acest lucru le permite să analizeze anumite informații despre semne, să le interpreteze creativ și să le prezinte într-o formă procesată într-un alt sistem de semne. Obiceiurile contribuie la dezvoltarea conexiunilor neuronale stabile. De aceea, mulți genii au făcut ceea ce au iubit deja vârstă fragedă- obiceiurile formate au contribuit la întărirea conexiunilor neuronale care le-au permis să creeze lucrări la scară globală.

Istoria informaticii în ansamblu se rezumă la oamenii de știință care încearcă să înțeleagă cum funcționează lucrurile. creier uman, și recreați ceva similar în capabilitățile sale. Cum anume o studiază oamenii de știință? Să ne imaginăm că în secolul 21, extratereștrii sosesc pe Pământ, fără să văzu niciodată computerele cu care suntem obișnuiți și să încerce să studieze structura unui astfel de computer. Cel mai probabil, vor începe prin măsurarea tensiunilor pe conductori și vor descoperi că datele sunt transmise în formă binară: valoare exacta tensiunea nu este importantă, doar prezența sau absența ei este importantă. Atunci poate că vor realiza că totul circuite electronice sunt formate din „porți logice” identice, care au o intrare și o ieșire, iar semnalul din circuit este transmis întotdeauna într-o singură direcție. Dacă extratereștrii sunt suficient de inteligenți, ei vor putea să-și dea seama cum funcționează circuitele combinaționale - ei singuri sunt suficienti pentru a construi dispozitive de calcul relativ complexe. Poate că extratereștrii își vor da seama de rolul semnalului de ceas și al feedback-ului; dar este puțin probabil ca ei să poată, atunci când studiază un procesor modern, să recunoască în el o arhitectură von Neumann cu memorie partajată, un numărător de programe, un set de registre etc. Cert este că, după patruzeci de ani de urmărire a performanței, în procesoare a apărut o întreagă ierarhie de „amintiri” cu protocoale inteligente de sincronizare între ele; mai multe conducte paralele echipate cu predictori de ramificație, astfel încât conceptul de „contor de programe” își pierde efectiv sensul; Fiecare instrucțiune are propriul conținut de registru asociat cu ea etc. Pentru a implementa un microprocesor, sunt suficiente câteva mii de tranzistori; pentru ca productivitatea sa să atingă nivelul cu care suntem obișnuiți, sunt necesare sute de milioane. Ideea acestui exemplu este că pentru a răspunde la întrebarea „cum funcționează un computer?” nu este nevoie să înțelegem funcționarea a sute de milioane de tranzistori: aceștia nu fac decât să întunece ideea simplă care stă la baza arhitecturii computerelor noastre.

Modelarea neuronilor

Cortexul cerebral uman este format din aproximativ o sută de miliarde de neuroni. Din punct de vedere istoric, oamenii de știință care studiază funcționarea creierului au încercat să acopere toată această structură colosală cu teoria lor. Structura creierului este descrisă ierarhic: cortexul este format din lobi, lobii sunt formați din „hipercoloane”, aceia sunt formați din „minicoloane”... O minicoloană este formată din aproximativ o sută de neuroni individuali.

Prin analogie cu structura unui computer, marea majoritate a acestor neuroni sunt necesari pentru viteza si eficienta, pentru rezistenta la defectiuni etc.; dar principiile de bază ale creierului sunt la fel de imposibil de detectat cu un microscop, la fel cum este imposibil să detectezi contorul de programe examinând un microprocesor la microscop. Prin urmare, o abordare mai fructuoasă este încercarea de a înțelege creierul la cel mai de jos nivel, la nivelul neuronilor individuali și al coloanelor acestora; și apoi, pe baza proprietăților lor, încercați să ghiciți cum ar putea funcționa întregul creier. Ceva de genul acesta, extratereștrii, după ce au înțeles funcționarea porților logice, ar putea în cele din urmă să construiască un procesor simplu din ele - și să se asigure că este echivalent în capabilitățile sale cu procesoarele reale, deși sunt mult mai complexe și mai puternice.

În imaginea de mai sus, corp neurona (stânga) - o mică pată roșie în partea de jos; toate celelalte - dendrite, „intrarile” neuronului și una axon, "Ieșire". Punctele multicolore de-a lungul dendritelor sunt sinapsele, prin care neuronul este conectat la axonii altor neuroni. Funcționarea neuronilor este descrisă foarte simplu: atunci când pe un axon are loc o „spike” de tensiune peste un nivel de prag (durata tipică a vârfului este de 1 ms, nivelul 100 mV), sinapsa „sparge” și supratensiunea trece la dendrite. . În acest caz, supratensiunea este „atenuată”: mai întâi, tensiunea crește la aproximativ 1 mV în 5..20 ms, apoi scade exponențial; astfel, durata exploziei este extinsă la ~50ms.

Dacă mai multe sinapse ale unui neuron sunt activate cu un interval scurt de timp, atunci „exploziile netezite” excitate în neuron de fiecare dintre ele se adună. În cele din urmă, dacă sunt active suficiente sinapse în același timp, atunci tensiunea neuronului crește peste nivelul pragului, iar propriul său axon „sparge” sinapsele neuronilor conectați la acesta.

Cu cât exploziile inițiale au fost mai puternice, cu atât exploziile netezite cresc mai repede și cu atât întârzierea va fi mai scurtă până când următorii neuroni sunt activați.

În plus, există „neuroni inhibitori”, a căror activare coboară tensiunea totală pe neuronii conectați la acesta. Există 15..25% dintre astfel de neuroni inhibitori numărul total.

Fiecare neuron are mii de sinapse; dar la un moment dat nu mai mult de o zecime din toate sinapsele sunt active. Timpul de reacție a neuronului - unități de ms; aceeași ordine de întârziere pentru propagarea semnalului de-a lungul dendritei, adică aceste întârzieri au un impact semnificativ asupra funcționării neuronului. În cele din urmă, o pereche de neuroni învecinați, de regulă, este conectată nu printr-o sinapsă, ci cu aproximativ o duzină - fiecare cu distanța sa față de corpurile ambilor neuroni și, prin urmare, cu propria sa durată de întârziere. În ilustrația din dreapta, doi neuroni, afișați în roșu și albastru, sunt conectați prin șase sinapse.

Fiecare sinapsă are propria „rezistență”, care reduce semnalul de intrare (în exemplul de mai sus - de la 100mV la 1mV). Această rezistență este reglată dinamic: dacă sinapsa este activată chiar inainte activarea axonului - atunci, aparent, semnalul din această sinapsă se corelează bine cu concluzie generală, astfel încât rezistența scade și semnalul va contribui mai mult la tensiunea pe neuron. Dacă sinapsa este activată imediat dupa activarea axonului - atunci, aparent, semnalul din această sinapsă nu a fost legat de activarea axonului, astfel încât rezistența sinapsei crește. Dacă doi neuroni sunt conectați prin mai multe sinapse cu durate diferite de întârziere, atunci această ajustare a rezistenței vă permite să alegeți întârzierea optimă, sau combinația optimă de întârzieri: semnalul începe să sosească exact atunci când este cel mai util.

Astfel, modelul unui neuron adoptat de cercetătorii rețelelor neuronale - cu o singură conexiune între o pereche de neuroni și cu propagarea instantanee a unui semnal de la un neuron la altul - este foarte departe de tabloul biologic. În plus, rețelele neuronale tradiționale nu funcționează timp exploziile individuale, și ele frecvență: Cu cât intrările neuronilor cresc mai frecvent, cu atât ieșirea va crește mai frecvent. Acele detalii ale structurii neuronului care sunt aruncate în modelul tradițional - sunt esențiale sau neimportante pentru descrierea activității creierului? Oamenii de știință au acumulat o cantitate imensă de observații despre structura și comportamentul neuronilor - dar care dintre aceste observații aruncă lumină asupra imaginii de ansamblu și care sunt doar „detalii de implementare” și - ca și predictorul de ramuri din procesor - nu afectează nimic. altele decât eficiența operațională? James crede că tocmai caracteristicile temporale ale interacțiunii dintre neuroni ne permit să ne apropiem de înțelegerea problemei; că asincronia este la fel de importantă pentru funcționarea creierului precum este sincronia pentru funcționarea computerului.

Un alt „detaliu de implementare” este lipsa de încredere a neuronului: cu o oarecare probabilitate, acesta poate fi activat spontan, chiar dacă suma tensiunilor de pe dendritele sale nu atinge nivelul pragului. Din această cauză, „antrenamentul” unei coloane de neuroni poate începe cu orice rezistență suficient de mare asupra tuturor sinapselor: inițial, nicio combinație de activări ale sinapselor nu va duce la activarea axonilor; atunci exploziile spontane vor duce la scăderea rezistenței sinapselor care au fost activate cu puțin timp înainte de aceste explozii spontane. Astfel, neuronul va începe să recunoască „modele” specifice de explozii de intrare. Cel mai important, modelele asemănătoare celor pe care neuronul a fost antrenat vor fi de asemenea recunoscuți, dar vârful pe axon va fi mai slab și/sau mai târziu, cu atât neuronul este mai puțin „încrezător” în rezultat. Antrenarea unei coloane de neuroni este mult mai eficientă decât antrenarea unei rețele neuronale convenționale: o coloană de neuroni nu are nevoie de un răspuns de control pentru probele pe care este antrenată - de fapt, nu are nevoie de un răspuns de control. recunoaște, A clasifică modele de intrare. În plus, antrenarea unei coloane de neuroni localizat- modificarea rezistenței sinapselor depinde de comportamentul doar a doi neuroni conectați prin aceasta, și nu alții. Ca rezultat, antrenamentul duce la o schimbare a rezistenței de-a lungul căii semnalului, în timp ce atunci când antrenați o rețea neuronală, greutățile se schimbă în direcția opusă: de la neuronii cei mai apropiați de ieșire la neuronii cei mai apropiați de intrare.

De exemplu, iată o coloană de neuroni antrenați să recunoască modelul de explozie (8,6,1,6,3,2,5) - valorile indică timpul de explozie la fiecare dintre intrări. Ca urmare a antrenamentului, întârzierile sunt ajustate pentru a se potrivi exact cu modelul recunoscut, astfel încât tensiunea pe axon cauzată de modelul corect să fie maxim posibil (7):

Aceeași coloană va răspunde la un model de intrare similar (8,5,2,6,3,3,4) cu un vârf mai mic (6), iar tensiunea atinge nivelul de prag în mod vizibil mai târziu:

În cele din urmă, neuronii inhibitori pot fi folosiți pentru a furniza „feedback”: de exemplu, ca în ilustrația din dreapta, suprimând vârfurile repetate în ieșire atunci când intrarea perioadă lungă de timp rămâne activ; sau suprimați un vârf în ieșire dacă este prea întârziat în comparație cu semnalele de intrare - pentru a face clasificatorul mai „categoric”; sau, într-un circuit de recunoaștere a modelelor, diferite coloane clasificatoare pot fi conectate prin neuroni inhibitori, astfel încât activarea unui clasificator suprimă automat toți ceilalți clasificatori.

Recunoașterea imaginii

Pentru a recunoaște numerele scrise de mână din baza de date MNIST (28x28 pixeli în tonuri de gri), James a asamblat un analog al unei „rețele neuronale convoluționale” cu cinci straturi din coloanele clasificatoare descrise mai sus. Fiecare dintre cele 64 de coloane din primul strat procesează un fragment de 5x5 pixeli din imaginea originală; astfel de fragmente se suprapun. Coloanele celui de-al doilea strat procesează patru ieșiri din primul strat fiecare, ceea ce corespunde unui fragment de 8x8 pixeli din imaginea originală. Există doar patru coloane în al treilea strat - fiecare corespunde unui fragment de 16x16 pixeli. Al patrulea strat - clasificatorul final - împarte toate imaginile în 16 clase: clasa este atribuită în funcție de care dintre neuroni este activat primul. În cele din urmă, al cincilea strat este perceptronul clasic, care corelează 16 clase cu 10 răspunsuri de control.

Rețelele neuronale clasice bazate pe MNIST ating o precizie de 99,5% și chiar mai mare; dar conform lui James, „hipercoloana” sa este antrenată în mult mai puține iterații, datorită faptului că modificările se propagă de-a lungul căii semnalului și, prin urmare, afectează mai puțini neuroni. În ceea ce privește o rețea neuronală clasică, dezvoltatorul unei „hipercoloane” determină doar configurația conexiunilor dintre neuroni și toate caracteristicile cantitative ale hipercoloanei - i.e. rezistența sinapselor diferite întârzieri- dobandit automat in timpul procesului de invatare. În plus, funcționarea unei hipercoloane necesită un ordin de mărime mai puțini neuroni decât o rețea neuronală cu capacități similare. Pe de altă parte, simularea unor astfel de „neurocircuite analogice” este activată calculator electronic oarecum complicat de faptul că, spre deosebire de circuitele digitale care funcționează cu semnale discrete și intervale de timp discrete, continuitatea modificărilor de tensiune și asincronia neuronilor sunt importante pentru funcționarea neurocircuitelor. James susține că un pas de simulare de 0,1 ms este suficient pentru ca dispozitivul de recunoaștere să funcționeze corect; dar nu a specificat cât de mult durează „timp real” antrenamentul și funcționarea unei rețele neuronale clasice și cât este nevoie pentru a antrena și a opera simulatorul său. El însuși este pensionat de mult timp și timp liber se dedică îmbunătățirii circuitelor sale neuronale analogice.

Creierul uman cântărește aproximativ între 1020 și 1970. Creierul bărbaților cântărește puțin mai mult decât creierul unei jumătăți bune a umanității. În ciuda faptului că creierul este absolut insensibil la durere, este format dintr-un număr foarte mare de celule nervoase care sunt interconectate. Creierul este alcătuit din cinci secțiuni semnificative - creierul anterior (emisfera stângă și dreaptă), medulara principală oblongata, cea posterioară (pons și cerebel), mijlocul și diencefal. Toate aceste departamente sunt combinate în trei părți mari: cele două emisfere cerebrale, cerebelul activ și trunchiul cerebral dominant.

Cele mai importante emisfere ale creierului

Emisferele stângă și dreaptă sunt ca doi poli complet diferiți. O emisferă (stânga) este specializată în gândirea logică și abstractă. A doua emisferă (dreapta) este angajată în gândire concretă și imaginativă. Oamenii de știință au demonstrat că o persoană a cărei emisferă stângă predomină în munca sa are o atitudine mai optimistă în viață și întotdeauna bună dispoziție. Emisferele cerebrale reprezintă aproximativ 70% din masa totală a creierului. Emisfera stângă și dreaptă este formată din părțile frontală, temporală, parietală și occipitală. Procesele responsabile de activitatea motrică au loc în partea frontală. Zona parietala este responsabila de senzatiile corporale. Părțile temporale sunt zone ale creierului care sunt responsabile pentru auz, vorbire și memorie, ei bine partea occipitală responsabil de vedere.

Cerebelul, fără de care nu poate funcționa corect

Cerebelul este o parte la fel de importantă a creierului, datorită căreia o persoană se poate simți grozav în timp ce se află într-o stare verticală. Cerebelul este situat sub lobii occipitali ai emisferelor stângă și dreaptă. Cerebelul ajută o persoană să-și formeze toate abilitățile necesare pentru o viață de zi cu zi plină. Deci, funcțiile principale ale cerebelului sunt coordonarea perfectă a mișcărilor și cea mai importantă distribuție tonusului muscular. Cerebelul cântărește aproximativ 120-150 g.

Trunchiul cerebral. Care este sarcina?

Trunchiul cerebral este o continuare directă măduva spinării. Trunchiul cerebral arată ca o formațiune extinsă. Această parte include medula oblongata, pontul și mezencefal. În această zonă, mulți oameni de știință includ și cerebelul, formațiunea reticulară și hipotalamusul. Trunchiul cerebral controlează comportamentul involuntar (tuse, strănut și alte procese), precum și comportamentul care este sub control voluntar (respirație, dormit, mâncat și așa mai departe).

Creierul uman este cel mai complex mecanism biologic care reglează și coordonează totul functii vitale. Cum funcționează creierul și câte procente este implicat. Care sunt mecanismele de funcționare a acestuia și cum putem ajuta creierul să funcționeze mai eficient?

Creierul uman este numit cel mai complex mecanism biologic pe care natura a creat-o. Reglează și coordonează toate funcțiile vitale ale omului și îi controlează comportamentul.

Toate gândurile și sentimentele, dorințele și senzațiile sunt legate de munca lui. Dacă creierul nu mai funcționează, persoana cade în stare vegetativa: își pierde capacitatea de a simți orice, de a reacționa la orice și capacitatea de a acționa, într-un cuvânt -.

Este imposibil să dai un răspuns complet la modul în care este structurat creierul și cum funcționează. Ghicitorile încep cu întrebarea cum a apărut și se termină cu întrebări despre conexiunile sale cu lumea subtilă invizibilă a Universului, care influențează adâncurile subconștientului uman. Este puțin probabil ca potențialul său să fie pe deplin realizat. Sa întâmplat că acest mecanism perfect trebuie să se studieze singur.

Cum funcționează creierul uman?

Creierul mediu adult cântărește 1,5 kg, ceea ce reprezintă doar 2% din greutatea corporală totală. (Cu toate acestea, s-a dovedit că nivelul de inteligență și inteligență este independent de greutatea creierului.) Rezervele proprii de energie sunt foarte mici, deci este foarte dependentă de furnizarea de oxigen. Întregul creier este pătruns cu peste o sută de mii de vase de sânge - astfel absoarbe 20% din oxigenul primit de plămâni.

Dacă dintr-o dată o persoană trebuie să-i fie foame dintr-un anumit motiv, creierul său este ultimul care suferă, deoarece majoritatea nutrienților sunt direcționați spre menținerea funcționării acestuia. Cu o pierdere de 50% din greutatea corpului, creierul pierde doar 15% din greutatea sa.

Aceste fapte indică faptul că creierul ocupă o poziție privilegiată în corpul uman. El protejează lumea exterioară de țesuturile sale delicate craniu, dar in interior este protejat de contuzii de catre lichidul cefalorahidian.

Creierul este acoperit cu un strat subțire gri cu șanțuri și circumvoluții - acesta este cortexul cerebral. Aici se află centrul său de gândire. Scoarta reprezinta țesut nervos, format din câteva miliarde de neuroni, datorită cărora direcţionaţi şi feedback-uri– informația din simțuri intră în cortex, iar după procesare este trimisă înapoi sub formă de comenzi pentru acțiune în diferite părți ale corpului.

70% din creier este alcătuit din emisferele cerebrale - dreapta și stânga. Ele sunt conectate prin corpul calos, datorită căruia pot face schimb de informații. Emisferele dreapta și stânga sunt simetrice și reprezintă, parcă, 2 creiere, fiecare dintre ele își gestionează propriile procese și, în același timp, se ajută reciproc.

Emisfera dreapta si stanga constau din frontala, parietala, occipitala si lobul temporal. În fiecare dintre ele există centre responsabile cu anumite activități: temporal - pentru auz și vorbire; occipital - pentru senzații vizuale, frontal - pentru activitate motrică, parietal - pentru senzații corporale. Sub lobii occipitali ai emisferelor se află cerebelul, care este responsabil pentru coordonarea mișcărilor și echilibrul corpului. Iar sub cortexul cerebral se află talamusul, care controlează atenția și starea de veghe, și hipotalamusul, care reglează procesele de autoreglare ale corpului.

Aceasta este doar cea mai superficială descriere a unui organ atât de complex precum creierul uman. Și dacă din punct de vedere al fiziologiei este departe de a fi pe deplin studiat, atunci se știe și mai puțin despre modul în care procesele mentale au loc în ea. Oamenii sunt preocupați de întrebarea: viața spirituală a unei persoane, gândurile, sentimentele și emoțiile sale sunt o consecință a procese chimice, care apare în el, sau este altceva - încă nestudiat și misterios

Este curios că în secolul al XIX-lea. un anume arhimandrit Boris, în eseul său „Despre imposibilitatea unei explicații pur fiziologice a vieții mentale umane”, a susținut că, în ciuda faptului că viața sufletului este rezultatul muncii creierului, fenomenele mentale „au adevărata lor existența în afara creierului.” Cu toate acestea, în ce fel, „acesta ne este necunoscut”. Oamenii de știință sunt și ei de acord cu el, de exemplu, fiziologul din Anglia Charles Sherrington. El credea că gândirea se naște în afara materiei, dar pentru că apare în capul oamenilor, ei cred că ei au produs-o ei înșiși.

La ce procent lucrează creierul uman?

Oamenii de știință au încercat în mod repetat să estimeze cât de mult funcționează creierul uman și, în urma cercetărilor lor, în ultimul secol au apărut multe teorii false. Potrivit unuia dintre ei, se credea că o persoană folosește doar 3% din potențialul său, în timp ce alții au susținut că 15-20%.

Mitul a 10% din creier

În 1936, în prefața cărții „”, scriitorul american Lowell Thomas a scris „Profesorul William James spune că oamenii își folosesc facultățile mentale”.

Neuroștiința Barry Gordon caracterizează mitul ca fiind „ridicol de greșit”, adăugând: „Folosim practic fiecare parte a creierului și este activ aproape tot timpul”. Barry Beyerstein argumentează împotriva mitului zece la sută:

1. Studii privind afectarea creierului: Dacă 90% din creier nu este utilizat în mod normal, deteriorarea acestor părți nu ar trebui să îi afecteze funcția. Practica arată că aproape nu există zone care să poată fi deteriorate fără pierderea abilităților. Chiar și pagubele mici pot avea consecințe uriașe.
2. Creierul este destul de scump pentru organism în ceea ce privește consumul de oxigen și nutrienți. Poate necesita până la 20% din energia totală a corpului, reprezentând în același timp doar 2% din masă. Dacă nu era nevoie de 90%, oamenii cu mai puțin, mai mult creier eficient ar avea un avantaj evolutiv – ar fi mai dificil pentru alții să fie supuși selecției naturale. De aici este, de asemenea, evident că așa creier mare nici măcar nu putea apărea dacă nu era nevoie de el.
3. Scanare: Tehnologii precum tomografia cu emisie de pozitroni și imagistica prin rezonanță magnetică funcțională fac posibilă observarea funcționării creierului viu. Ei au arătat că chiar și în timpul somnului există o anumită activitate în creier. Zonele „oarbe” apar numai în cazurile de deteriorare gravă.
4. Localizarea funcțiilor: În loc să fie o singură masă, creierul este împărțit în secțiuni care îndeplinesc diferite funcții. Au fost petrecuți mulți ani definind funcțiile fiecărui departament și nu s-au găsit departamente care să nu îndeplinească nicio funcție.
5. Analiza microstructurală: atunci când înregistrează activitatea neuronilor individuali, oamenii de știință observă activitatea de viață a unei singure celule. Dacă 90% din creier ar fi inactiv, ar fi observat imediat.
6. Boli neuronale: celulele creierului care nu sunt folosite tind să degenereze. Prin urmare, dacă 90% din creier ar fi inactiv, atunci o autopsie a unui creier adult ar arăta o degenerare masivă.

Un alt argument este că marime mare creierul necesită o mărire a craniului, ceea ce crește riscul de deces la naștere. O astfel de presiune ar scăpa cu siguranță populația de excesul de creier. Astfel, se dovedește că folosim 100% din creier în ansamblu, dar fiecare sarcină își folosește propria zonă și mult mai puțin procent.

Cum începe activitatea mentală?

Oamenii de știință moderni încearcă, de asemenea, să-și dea seama cum funcționează creierul uman din punctul de vedere al proceselor de gândire care au loc în el. La urma urmei, știind cum gândește creierul, poți înțelege cum să-i stimulezi activitatea. Deci, pentru ca creierul să înceapă să gândească, informația trebuie să intre în el, adică trebuie să aibă la ce să se gândească. Astfel, a începe să gândești înseamnă a începe să operezi cu informațiile disponibile.

Cum intră informația în creier?

1. Informația inițială este senzorială – este percepută din simțuri și este ceea ce vedem, auzim și simțim. Cum atenție mai puternică va fi concentrat pe senzațiile senzoriale, deci mai multe informatii va intra în memorie. Și atenția crește atunci când o persoană este interesată de ceva. De exemplu, dacă merge constant la muncă în același mod, creierul lui pare să intră în hibernare și este folosit la aproximativ 5%. Dacă schimbă traseul, creierul „se trezește” pentru a percepe informații noi

2. Acest tip de informație senzorială este stocată în memorie pentru un timp foarte scurt, deoarece există destul de mult. Creierul trebuie să separe pe cel mai important de cel mai puțin important pentru a trece pe cel mai important de la memoria pe termen scurt la memoria pe termen lung. Pentru aceasta este necesar ca proprietăți diferite obiecte unite și formate într-o imagine. De exemplu, pentru a reține numele unei noi cunoștințe sau numărul de telefon al acestuia, este necesar să se asocieze informațiile auzite și văzute cu aspectul său, împrejurările întâlnirii etc.

4. Stocul acumulat de imagini și concepte înzestrate cu sens personal face posibilă realizarea operatii mentale, permițându-vă să pătrundeți adânc în problemă și să rezolvați anumite probleme.

5. Forma de gândire este o judecată (sau enunț) - o gândire despre un obiect în care caracteristicile sale sunt relevate prin negare sau afirmare.

6. Pe baza judecăților, o persoană face o concluzie. De exemplu, văzând bălți pe stradă dimineața, ajunge la concluzia că noaptea a plouat.

Cum să-ți ajuți creierul să funcționeze mai eficient?

1. Prelucrarea tuturor informațiilor: primirea, transmiterea și transmiterea acesteia către alte celule se realizează de către neuronii localizați în cortexul cerebral. Un nou-născut are mai mulți neuroni decât un adult, dar, în ciuda acestui fapt, practic nu poate auzi sau vedea.

Ochii lui văd lumină, dar creierul lui nu înțelege acest lucru, pentru că încă nu s-au format conexiuni cu alți neuroni pentru ca informația să meargă mai departe - spre cortexul cerebral. Pe măsură ce se formează, copilul va distinge mai întâi între lumină, apoi siluete, culori etc. Cu cât obiectele din jurul său sunt mai diverse și mai luminoase, cu atât se formează mai repede astfel de conexiuni și cu atât partea creierului asociată cu vederea va funcționa mai bine.

Este curios că dacă dintr-un motiv oarecare (de exemplu, din cauza unei răni sau a unei boli) un copil nu vede în copilărie, atunci conexiunile dintre neuronii din creierul său nu se vor forma niciodată și nu va învăța niciodată să vadă. Ochii lui vor fi sănătoși, va vedea lumina, dar va rămâne orb pentru că conexiuni neuronale, care asigură fluxul de semnale către creier, se pot forma aproape întotdeauna doar în copilărie.

Același lucru este valabil și pentru auz și, într-o măsură mai mică, pentru alte abilități: atingere, miros, capacitatea de a vorbi, de a naviga etc. Adică, evident, există o anumită perioadă în care conexiunile neuronale necesare dezvoltării vederii, se formează auzul etc.

Astfel, pentru ca creierul să funcționeze eficient, acesta trebuie antrenat încă din copilărie. Cu cât creierul este mai tânăr, cu atât este mai susceptibil. Și cu cât îl încarci mai puțin, cu atât va funcționa mai rău. Știm cu toții că, dacă nu îți antrenezi mușchii, aceștia vor deveni în cele din urmă floși și vor începe să se atrofieze. Același lucru este valabil și pentru creier: dacă încetați să îl încărcați, celulele responsabile de procesele gândirii vor începe să moară. La persoanele care își antrenează creierul, o deteriorare a funcționării acestuia se observă doar la bătrânețe.

2. Nu uitați de nutriție - creierul are nevoie de alimente care să conțină acid gras Omega-3 (acesta este gras pește de mare– somon, somon, macrou, nuci) (cm. " "). Iar alimentele care conțin grăsimi trans (margarină, chipsuri, biscuiți, prăjituri etc.) îi sunt dăunătoare.