• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.01.2023
Александра Медведева
11
94 165

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
Вчера, 19:10
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

Позавчера, 21:31
Руслан Руслан

Компания Neuralink, при помощи которой предприниматель Илон Маск надеется совершить революцию в интерфейсах «мозг-компьютер» (BCI), впервые имплантировала человеку устройство «чтения мыслей». Об этом Маск сообщил в твите, опубликованном 29 января. Однако, некоторые обеспокоены отсутствием прозрачности вокруг имплантата, который должен дать возможность управлять устройствами посредством мысли. Реакции ученых и экспертов на это событие обобщает медиа-редакция Nature, а Naked Science приводит перевод этой статьи.

Вчера, 16:56
Андрей

Международная группа биологов пять лет собирала образцы пчел с островов юга Тихого океана и обнаружила восемь новых эндемичных видов. Находки объясняют загадку Миченера — необъяснимое происхождение пчел на архипелагах с ближайшими предками в Австралии. Дополнительные поиски могут привести к новым видам.

Вчера, 19:10
Дарья Губина

В 2022 году зонд DART столкнулся с Диморфом, спутником астероида Дидим. Ученые хотели проверить, можно ли сбить с траектории небольшое, но потенциально опасное для нашей жизни космическое тело. Оказалось, DART не только изменил орбиту маленького объекта, но и полностью его «переворошил».

23 февраля
Полина

Многие родители стремятся отдать детей в двуязычную школу, чтобы те развивались лучше и быстрее. Однако такое образование способно даже навредить ребенку, показало исследование.

24 февраля
Дарья Боголюбова

Огромное число экзопланет, формально лежащих в зоне обитаемости, на деле могут быть малопригодными для жизни, полагают авторы новой научной работы. Причем виноват в этом весьма неожиданный фактор переменного тока.

20 февраля
Полина

В Российской академии наук завершили первый Большой словарь ударений, его издадут к концу года. Лингвисты собрали наиболее современные нормы произношения привычных слов и зафиксировали ударение для лексики, которая появилась в русском языке недавно.

1 февраля
Андрей

Канадские исследователи изучили состав пород, вышедших на поверхность при появлении первых континентов. По итогам анализа выяснилось, что новая земная кора возникла не в результате движения тектонических плит, а из-за процессов в океанических плато молодой Земли.

15 февраля
Дарья Губина

Титан — самый органически богатый спутник с глобальным океаном в Солнечной системе. И все же, сопоставив строение его поверхности с интенсивностью падения метеоритов, ученые пришли к выводу, что в океане спутника Сатурна вряд ли хватает элементов для жизни.

[miniorange_social_login]

Комментарии

11 Комментариев

-
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.
Sergei Epiphanov
07.01.2023
-
0
+
Нет тут путаницы? Геометрия Лобачевского - это сферическая геометрия. А гиперболическая геометрия - это геометрия Римана.
    Дмитрий
    07.01.2023
    -
    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
      Sergei
      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.
    Лев
    07.01.2023
    -
    0
    +
    А вот Гугл с вами не согласен: он считает, что геометрия Римана эллиптическая, в отличие от гиперболической у Лобачевского...
    +
      ещё комментарии
    Дмитрий
    07.01.2023
    -
    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.
    Александр
    08.01.2023
    -
    0
    +
    Если подходить строго, то геометрия Лобачевского - любая, где параллельные прямые пересекаются. Какая при этом карта искривление пространства - фиолетово.
Ash Sha
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?
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: