Эксперты о квантовых компьютерах
Подробнее
12 октября
Мария Осетрова
3

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

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.
Вчера, 13:55
Ольга Иванова

Бивни есть только у млекопитающих. Тем более интересно выяснить, когда и у кого они появились впервые. Ученые из США, которые занялись этим вопросом, пришли к выводу, что бивни возникли еще до появления самих млекопитающих.

Позавчера, 11:00
НИУ ВШЭ

Социологи и политологи из НИУ ВШЭ выяснили, какие ценностные модели и в каких случаях обеспечивают большую поддержку гражданами действий властей по борьбе с пандемией коронавируса.

Позавчера, 17:48
Егор Быковский

Амстердамский суд сегодня постановил передать «скифское золото» Украине. Однако директор Центрального музея Тавриды утверждает, что есть надежда вернуть его в Крым.

25 октября
Мария Азарова

Американские исследователи оценили вероятность повторного заражения коронавирусами SARS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и особенно SARS-CoV- 2.

Вчера, 05:30
Мария Азарова

Ученые из Швейцарии и Германии сделали неожиданный вывод: катехины зеленого чая не подавляют окислительный стресс, а способствуют ему. Однако на этом их действие не заканчивается.

22 октября
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

2 недели назад
-
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.
    2 недели назад
    -
    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.
2 недели назад
-
0
+
Вот так! Ищем темную материю в космосе, а она оказывается в мозгу... ☝️😜
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: