• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.10.2021
Мария Осетрова
3
15 981

Нейробиологи заглянули в мозг современных физиков в поисках темной материи

6.8

При помощи функциональной магнитно-резонансной томографии исследователи выяснили, как в мозге представлены абстрактные физические концепции — такие как фермион, гравитация или темная материя. Вне зависимости от родного языка, культуры или места обучения одни и те же концепции оказались очень похоже организованы у всех испытуемых.

© flickr
© flickr / Автор: Sycophanta Duccius

Стремясь описать поведение материи и энергии во всех масштабах пространства и времени, современные физики погружаются в невидимые и неинтуитивные субатомные, квантовые или космологические области. Но как их мозг справляется с абстрактными концепциями, которые невозможно увидеть и ощутить?

Чтобы это выяснить, ученые из департамента психологии Университета Карнеги — Меллон изучили активность мозга 10 своих коллег с физического факультета. В процессе эксперимента физиков просили думать об основных свойствах одной из 45 абстрактных физических концепций, связанных с материей и энергией. В список вошли как понятия из классической физики — такие как «скорость», «электрическое поле» или «прецессия», так и постклассические концепции — «бозон», «античастица», «квазар» и другие.

Работу мозга испытуемых фиксировали при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) — метода, который позволяет косвенно судить об уровне активности различных регионов. Сравнивая паттерны активации, полученные для разных концепций, исследователи выяснили, как мозг организует абстрактные научные понятия.

Ученые выявили четыре основных фактора, определяющие профиль активации мозга, связанный с определенной концепций. Во-первых, ее измеримость или неизмеримость: сигнал фМРТ для ускорения, крутящего момента, частоты или длины волны (измеримые понятия) сильнее всего отличается от сигнала для темной материи, дуальности, космологии и мультивселенной (неизмеримые). Во-вторых, сложность математической формулировки понятия: по этому показателю коммутатор, лагранжиан и гамильтониан сильно превосходят звуковые волны или квазары, для описания и интуитивного понимания которых формулы не строго необходимы.

В-третьих, связанность с повторяющимися систематическими изменениями, характерная, например, для концепций волновой функции, света, радиоволн, гамма-лучей и когерентности. Наконец, еще один фактор, определяющий паттерн активации для определенного понятия, — его принадлежность к классической физике. Оказалась также важна длина слова, обозначающего концепцию.

Обнаруженные факторы ученые использовали для предсказания активности мозга, связанной с определенным понятием. Для этого независимую группу экспертов попросили присвоить каждому понятию оценки от 1 до 7 по каждому из факторов, которые затем использовали для построения модели. Точность предсказания составила 69-70%, что значимо выше 50% — уровня точности, который означал бы, что модель выдает случайный результат.

Интересно, что представление в мозге одних и тех же концепций было очень похоже у разных испытуемых, хотя они обучались в разных университетах, выросли в разных культурах и говорили на разных языках.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале npj Science of Learning.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
19 июля
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

2 часа назад
Редакция Naked Science

Новый анализ настроений жителей Великобритании старше 40 лет, показал, что горожане имеют более низкий уровень благополучия, удовлетворенности социальным и материальным положением по сравнению с жителями сельской местности. Но есть нюанс.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

17 июля
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 16:02
Александр Березин

Ровно 55 лет назад США высадили людей на Луне. Почему они, а не мы? Это объясняли и неспособностью создать достаточно мощные двигатели для советской лунной ракеты, и ошибками в проектировании ракеты, и нехваткой финансирования. Все эти версии объединяет одно: они резко противоречат документам. Из них складывается совершенно иная картина проигрыша. Так что же на самом деле погубило советскую лунную программу? И отчего последствия этого удара до сих пор так больно бьют по «Роскосмосу»?

Вчера, 15:14
Редакция Naked Science

Ожирение за последние 50 лет стало встречаться втрое чаще и заняло устрашающую пятую позицию в причинах смерти. Не отстает от него и диабет второго типа. Исследователи из Мичиганского университета предложили новый метод пятикратного увеличения эффективности в снижении аппетита и потере веса.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
-
0
+
Ессно, в мозгу отражается, а где же еще. Писали уже давно, что у каждого (каждого) кто знает о Холли Берри, в мозгу есть специальный нейрон, который активируется именно при прочтении слов "Холли Берри" или при просмотре ее на экране. Подозреваю, что у жителей бывш. СССР есть "нейрон Ларисы Гузеевой", да и вообще на каждого медийного персонажа отдельный нейрон. А уж на политических деятелей наверное, целая нейросеть организована. Вот как нам забивают мозги.
    -
    0
    +
    Как бывшему жителю ССР, обидно было бы на генсеков иметь сеть, а на Гузееву лишь один нейрон. И у нас стало наоборот. И то, что темная материя, разрывающая вселенную, действует и внутри нашего мозга, стало ясно, когда стало неясно: Михалков гад, такую девушку обидел?, помещик и буржуй?, или свой среди своих, чекист-пролетарий?.. И разлетаются звёзды с тех пор непонятным для наблюдателя способом.
-
0
+
Вот так! Ищем темную материю в космосе, а она оказывается в мозгу... ☝️😜
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно