Биоинженеры перехватили послание нейронов, занятых визуализацией реальности

Ученые уже давно (и пока что не очень успешно) пытаются раскодировать послания, которыми обмениваются нейроны человеческого мозга в процессе передачи сознанию визуального представления об окружающем нас мире.
Биоинженеры перехватили послание нейронов, занятых визуализацией реальности
Теперь группа американских биоинженеров из Гарварда и ученых-нейрофизиологов из Университета штата Нью-Йорк (State University of New York - SUNY) сделала важный шаг на пути к решению этой проблемы, изучив способы, посредством которых наш мозг умудряется быстро и точно "запаковывать" информацию о естественных визуальных событиях, протекающих в пределах разных временных шкал.

"Возможности нашего визуального восприятия ограничены довольно медленными темпами срабатывания нейронов, которые занимаются интеграцией поступающего в глаза светового потока. Из-за подобной физиологической особенности становится, например, возможной киноиллюзия - когда ряд мерцающих кадров сливается в нашем восприятии (без всяких швов) в единое непрерывное голливудское действо, - поясняет один из авторов статьи Гарретт Стэнли (Garrett Stanley) из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (Harvard School of Engineering and Applied Sciences) при Гарвардском университете (Harvard University). - Однако если мозг реагирует на некое кратковременное визуальное событие (вроде подпрыгивающего мячика), то активность нейронов, ответственных за передачу этой информации, может обеспечивать миллисекундную точность, несмотря даже на то, что движение мяча само по себе гораздо медленнее".

Чтобы объяснить, как мозг может кодировать визуальную информацию с таким качеством, исследователи отслеживали нейронную активность у животных, смотрящих киноролики, снятые в местах их естественного обитания. Эти данные позволили Стэнли и его коллегам точно описать структуру обмена электрическими импульсами в тех клетках, что отвечают за передачу формы и движения.

Так выглядят нейроны при 2250-кратном увеличении
Так выглядят нейроны при 2250-кратном увеличении
Анализ полученных данных заставил предположить, что переход мозга в режим восприятия реальности в пределах той или иной временной шкалы зависит от природы визуального стимула. Иными словами, точность момента срабатывания нейронов (своего рода запуск процесса синхронизации времени по внутренним часам) меняется в зависимости от требований к восприятию визуальной сцены. Например, более быстрое движение мяча приводит к повышенной мозговой активности (в сравнении с неторопливым движением). Тем не менее, точность восприятия, которая обеспечивалась активностью нейронов, по возможности всегда в несколько раз превосходила требуемую (исходящую из скорости движения мяча).

Стэнли сравнивает получаемый эффект с техническими требованиями, предъявляемыми к качеству цифровой звукозаписи. Ведь для ясного и полноценного воспроизведения частота кодирования должна по крайней мере вдвое превосходить собственную частоту сигнала, несущего информацию.

Отмечается, что знание реальной скорости, с которой мозг кодирует информацию, критически важно, например, для неврального протезирования, с помощью которого можно попытаться улучшить или же даже заменить те функциональные элементы человеческого мозга, которые были утрачены в результате травмы или болезни.

Кроме того...
История 8 марта
Все началось в начале весны 1857 года, когда текстильщицы Нью-Йорка прошли "маршем...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Субатомный газ зажжет гамма-лазер
Субатомный газ зажжет гамма-лазер Субатомный газ зажжет гамма-лазер
Специалисты Калифорнийского университета в Риверсайде (University of California
Philips разработала освещение для птиц
Philips разработала освещение для птиц Philips разработала освещение для птиц
Royal Philips Electronics и NAM (Nederlandse Aardolie Maatschappij) разработали систему освещения нового типа
Компьютер определит "горячие точки" будущего
Компьютер определит "горячие точки" будущего Компьютер определит
Межэтнические и межрелигиозные конфликты во все времена были главными причинами возникновения войн на Земле
Мальчик-робот
Мальчик-робот Мальчик-робот
Компания Hanson Robotics сегодня выпустила нового человекоподобного робота, способного передвигаться
Lenovo предлагает компьютер на солнечных батареях
Lenovo предлагает компьютер на солнечных батареях Lenovo предлагает компьютер на солнечных батареях
Компания Lenovo анонсировала новый настольный компьютер ThinkCentre A61e, выполненный в корпусе небольшого форм-фактора
Марсианская экспедиция на Земле
Марсианская экспедиция на Земле Марсианская экспедиция на Земле
Прежде чем осуществить пилотируемый полет на Марс, нужно решить множество вопросов
Через 3 триллиона лет Вселенная станет статической
Через 3 триллиона лет Вселенная станет статической Через 3 триллиона лет Вселенная станет статической
В начале 1990-х голландский астроном Виллем де Ситтер представил модель статической Вселенной. По расчетам голландца
Ученые проникли в тайну рождения звезд во Вселенной
Ученые проникли в тайну рождения звезд во Вселенной Ученые проникли в тайну рождения звезд во Вселенной
Компьютерная модель возникновения Вселенной, созданная английскими учеными из института Дюрхема, показала
Вкус слов, которые "вертятся на языке"
Вкус слов, которые "вертятся на языке" Вкус слов, которые
Ученые из Великобритании считают, что синестетики ощущают "вкус" смысла слова
Крахмал - причина успеха эволюции человека
Крахмал - причина успеха эволюции человека Крахмал - причина успеха эволюции человека
Исследования показали, что у обезьян меньше, чем у человека копий гена, который способствует усвоению пищи
Где-то на белом свете: раскрыта тайна почесывания медведей о деревья
Где-то на белом свете: раскрыта тайна почесывания медведей о деревья Где-то на белом свете: раскрыта тайна почесывания медведей о деревья
Раскрыта тайна медведей гризли, трущихся спиной о деревья. Долгие годы ученые наблюдали этих зверей
За молодыми угрями проследят с помощью скрытых камер
За молодыми угрями проследят с помощью скрытых камер За молодыми угрями проследят с помощью скрытых камер
Британские натуралисты установят в реке скрытые камеры, чтобы проследить за миграцией молоди угря
Обезьяны способны анализировать чужие поступки
Обезьяны способны анализировать чужие поступки Обезьяны способны анализировать чужие поступки
Начиная с 14-месячного возраста дети способны правильно оценивать смысл и мотивацию чужих поступков
Глобальное потепление приведет к новым войнам
Глобальное потепление приведет к новым войнам Глобальное потепление приведет к новым войнам
Эффект от глобального потепления может быть сравним с ядерной катастрофой
Изобретение зонта
Изобретение зонта Изобретение зонта
Изобретение зонта датируется XI веком до нашей эры
Бездельники из грязной общаги выдумали мыло с кофеином
Бездельники из грязной общаги выдумали мыло с кофеином Бездельники из грязной общаги выдумали мыло с кофеином
В нашем случае важнее не куда вы намылились, а чем. Если мылом с кофеином — всё, свой утренний кофе можете не пить

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
028