Нейробиологи заглянули в мозг современных физиков в поисках темной материи
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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK С приходом летней жары кондиционер становится главным спасением в офисе и дома. Однако многие выставляют минимальную температуру, садятся под прямую струю холодного воздуха и забывают о чистке фильтров, а потом удивляются простуде, сухости в горле и огромным счетам за электричество. Можно ли охлаждать помещение эффективно и при этом не навредить здоровью? Оказывается, кондиционер сам дает множество подсказок о том, как им правильно пользоваться, нужно лишь понимать физику его работы и реакцию организма на перепады температур. Объяснил физические принципы работы климатической техники и рассказал о практических правилах безопасности старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко.
Прогулки наедине с природой в абсолютной тишине существенно повышают риск опасного столкновения с дикими животными. К такому выводу пришли британские биологи, проанализировав базу данных почти 3,5 тысячи инцидентов между людьми и крупными зверями.
Единственное млекопитающее на планете, способное жить на высоте более 6700 метров, обитает в горах Южной Америки. Ученые выяснили, что секрет выживания этих грызунов кроется в том числе в умении питаться ядовитыми растениями, которыми изобилуют высокогорья.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
С приходом летней жары кондиционер становится главным спасением в офисе и дома. Однако многие выставляют минимальную температуру, садятся под прямую струю холодного воздуха и забывают о чистке фильтров, а потом удивляются простуде, сухости в горле и огромным счетам за электричество. Можно ли охлаждать помещение эффективно и при этом не навредить здоровью? Оказывается, кондиционер сам дает множество подсказок о том, как им правильно пользоваться, нужно лишь понимать физику его работы и реакцию организма на перепады температур. Объяснил физические принципы работы климатической техники и рассказал о практических правилах безопасности старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии