• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
5 января
Александра Медведева
11
92 979

Мозг воспринимает пространство в соответствии с геометрией Лобачевского

4.7

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

© Flickr

Маленьким детям иногда кажется, что Луна находится гораздо ближе к ним, чем есть на самом деле, и что они могут дотронуться до нее, просто протянув руку. Когда мы движемся в своей повседневной жизни, то склонны думать, что представляем пространство линейно. Однако теперь ученые из института Солка (США) обнаружили, что количество времени, которое мы затрачиваем на изучение окружающей среды, приводит к тому, что наши нейронные представления изменяются нелинейно.

Результаты работы, опубликованные в журнале Nature Neuroscience, показывали, что нейроны гиппокампа, отвечающие за пространственную навигацию, память и планирование, воспринимают пространство в соответствии с нелинейной гиперболической геометрии или геометрией Лобачевского. В ней трехмерное пространство экспоненциально расширяется наружу, другими словами, оно имеет форму песочных часов.

При этом размеры пространства в нашем представлении увеличиваются в зависимости от времени, проведенным в каком-либо месте. А расширяется изученное пространство логарифмически, что соответствует максимально возможному увеличению информации, которое может обработать наш мозг.

В ходе исследований ученые использовали передовые вычислительные подходы. Они впервые применили гиперболическую геометрию, чтобы лучше объяснить восприятие биологических сигналов, например таких, как запахи. Теперь авторы показали, что геометрия Лобачевского также управляет нейронными реакциями, так как гиперболические карты сенсорных молекул и событий воспринимаются нейронами, которые в соответствии с ними формируют в мозгу карты пространства.

Эксперименты на крысах показали, что репрезентации пространства нейронами мозга динамически расширялись в зависимости от количества времени, которое животное тратило на изучение каждой среды. Когда крыса двигалась медленнее, она успевала получить больше информации, что вызывало больший рост нейронных репрезентаций.

Результаты исследования позволят лучше понять нейронную активность в различных отделах мозга. Кроме того, они важны для анализа данных о нейродегенеративных расстройствах, связанных с обучением и памятью — например, болезнью Альцгеймера.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 07:07
Мария Азарова

Согласно выводам авторов нового исследования, прием витамина D коррелирует с более низкой вероятностью того, что взрослый мужчина предпримет попытку суицида или членовредительства.

Сегодня, 10:33
Сергей Васильев

Эксперименты показали, что инъекции кисспептина могут возвращать сексуальный интерес и тягу к противоположному полу. Метод успешно работает и на мужчинах, и на женщинах, хотя нуждается в дополнительных испытаниях.

4 февраля
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

11 Комментариев

4 недели назад
-
1
+
Спасибо автору за статью. Очень интересно. Я не знал об этом. Но нет ли путаницы в том как мы воспринимаем мир и как мозг кодирует информацию? Субъективно, я могу сказать: "Я вижу что параллельные прямые пересекаются и что большие предметы на близком расстоянии становятся маленькими при удалении на некоторое расстояние". В действительности ли закон уменьшения линейных размеров предметов при их удалении от глаз в зависимости от растояния - гиперболический? Тот факт, что мозг при усвоении пространственной информации добавляет ее пропорционально времени ее активного восприятия вполне очевиден, но мне кажется он николько не связан с тем на основе какой геометрии строиться наше восприятие. Даже если просто обратиться к тому какие центры в мозгу отвечают за пространственную память и построение воспринимаемой нами картины, то это будут разные центры - в первом случае это гипокамп с нейронами сетки, а во втором это скорее всего таламус с дополнениями из коры больших полушарий.
-
1
+
Очередная абсолютно нафиг ненужная статья на ресурсе. Далека от оригинала, настолько, что вообще стала совсем чем-то другим. Если на то пошло, восприятие по Лобачевскому уже давным давно известно. Годов с пятидесятых. А данные исследования просто доказали и прибавили пару пунктов к сути вопроса. То есть и так знали о таком восприятии, но просто сделали одно из сотен попыток объяснить, как это работает. И у них неплохо получилось. Получилось объяснить принцип действия, а не то, что это вообще существует. Ибо и так все знали.
07.01.2023
-
0
+
Нет тут путаницы? Геометрия Лобачевского - это сферическая геометрия. А гиперболическая геометрия - это геометрия Римана.
    -
    0
    +
    Нет путаницы. Иногда хоть ходите по правам на оригиналы статей глянуть. Автор просто вообще не особо понимает, о чём писал. Обычный наполнятель контента. В данном случае речь о неевклидовой геометрии. А с отрицательной или положительной кривизной эта геометрия, вообще вопрос не ставился. Ибо это лишь восприятие. И вот как раз о восприятии статья и написана.
    +
      ещё комментарии
      07.01.2023
      -
      0
      +
      25 лет назад именно геометрия Лобачевского связывалась со сферой. Мне попалась книга о геометрии Лобачевского,где как раз всё рассматривалось на сфере. Примерно 10 лет назад, когда уже открылся Московский планетарий, я стоял в одном из залов, мимо проходила экскурсия и один экспонат был сделан в виде двух колец, которые были соединены жёсткими стержнями. При повороте одного диска относительно другого образовывалась гиперболическая поверхность. Когда я назвал это проявлением геометрии Лобачевского, рядом стоящий экскурсовод покосился на меня и поправил "Римана". Надо будет проверить более детально.
    -
    0
    +
    А вот Гугл с вами не согласен: он считает, что геометрия Римана эллиптическая, в отличие от гиперболической у Лобачевского...
    +
      ещё комментарии
    -
    1
    +
    И да. У Римана и у Лобачевского гиперболические подходы. А сферическая геометрия, это часть стандартной геометрии. И даже в этом случае геометрия Римана как раз близка к сферической максимально. А у Лобачевского прям грубо гиперболика.
    4 недели назад
    -
    0
    +
    Если подходить строго, то геометрия Лобачевского - любая, где параллельные прямые пересекаются. Какая при этом карта искривление пространства - фиолетово.
07.01.2023
-
1
+
Ну, не знаю... мне моя кухня с каждым годом кажется все меньше)))
-
1
+
Если я не ошибаюсь, Б. В. Раушенбах еще в середине прошлого века на примере древнерусских икон с их обратной перспективой выявил эту особенность восприятия пространства и помог с подготовкой советских космонавтов к стыковкам в ручном режиме космических кораблей...

Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: