• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
12.10.2021
Мария Осетрова
3
15 976

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 16:57
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Вчера, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многое другое, необходимое для возникновения жизни, никогда не исчезали с лица нашей планеты.

17 июня
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Вчера, 16:57
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[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