Новости    Библиотека    Энциклопедия    Биографии    Карта сайта    Ссылки    О проекте




04.07.2013

Наш мозг и математика

Оказывается, среди 100 миллионов клеток нашего головного мозга есть такие, которые предназначены для понимания цифр.

Ни один человек не умеет с рождения считать «один, два, три» или произносить буквы алфавита «А, Б, В». Но мозг, совершенно очевидно, по-разному обходится с этими, доступными исключительно человеку, но очень разными типами знаний. Многие люди, например, гораздо сильнее в одной области, чем в другой, проявляя большую склонность к речевым навыкам или к навыкам счета.

Поэтому, если мы поймем, как мозг кодирует разные системы, это поможет, скажем, детям с речевыми и языковыми нарушениями, а также тем, кому приходится туго со счетом. Это также поможет нам больше узнать о том, как работает мозг, обрабатывая новую информацию и приобретая знания.

В ходе нового исследования, результаты которого опубликованы в журнале Journal of Neuroscience, ученые устроили проверку группе из семи человек с диагнозом эпилепсии, вживив им в мозг электроды, чтобы установить причину их приступов. Эти пациенты помогли исследователям узнать много нового о мозге человека, в том числе, как работает мозг, воспроизводя речь, и как анестезия воздействует на сознание. Электроды дают ученым информацию об источниках электрических возмущений, которые вызывают приступы эпилепсии. После эксперимента некоторые пациенты могут получить возможность для дополнительного хирургического вмешательства с целью удаления поврежденной области. То, что в мозг пациентам вживляются электроды для отслеживания деятельности нейронов, является весьма необычным обстоятельством, и поэтому таких пациентов довольно часто просят согласиться на клинические исследования мозговой деятельности.

Устроили проверку группе из семи человек с диагнозом эпилепсии, вживив им в мозг электроды
Устроили проверку группе из семи человек с диагнозом эпилепсии, вживив им в мозг электроды

В ходе первого эксперимента, цель которого – найти в мозгу «зону цифр», участники смотрели на однозначные числа, на буквы, на иностранные цифровые символы из незнакомых им языков, а также на искаженные изображения чисел и букв, прочитать которые невозможно. Эти люди должны были нажимать клавиши на компьютере, указывая, могут они или нет прочитать каждый знак. В ходе второго эксперимента добровольцам показывали числа, затем означающие числа слова («один» вместо 1), а потом слова, похожие по звучанию на названия чисел (глагол «три» вместо цифры 3), и они читали их вслух.

Ученые выделили группу из 1-2 миллионов клеток в области мозга, носящую название височная нижняя извилина, которая идет в обе стороны в районе наружных слуховых проходов. Эти клетки реагировали намного живее, когда участники видели сами цифры, а не обозначающие их слова, смотрели на напоминающие цифры бессмысленные символы, а также на цифры, написанные на незнакомом иностранном языке.

«Это первое в истории исследование, указавшее на существование в человеческом мозгу кластера нервных клеток, которые специализируются на обработке цифр, - заявил доцент кафедры неврологии Стэнфордского университета доктор Джозеф Парвизи (Josef Parvizi), являющийся главным автором данного исследования. – Это яркое подтверждение того, что наш мозг способен меняться в ответ на обучение. Ни один человек не обладает врожденной способностью распознавать цифры».

Поскольку в ходе второго эксперимента участников просили отличить созвучные слова и числа (глагол «три» и числительное «три»), ученые смогли определить, что разные участки мозга активировались не только от звучания слова, но и от представления цифры.

Авторы исследования говорят, что участок мозга, который в основном обрабатывает цифры, близок к участку, отвечающему за расшифровку языка. Это вполне логично, потому что люди зачастую читают слова и цифры вместе. Этим можно объяснить результаты предыдущих работ, которые показали, что некоторые виды повреждений головного мозга способны нарушить способность человека читать буквы, в то время как способность читать цифры у него сохраняется. Либо же такая травма может вызвать дислексию, или неспособность к чтению, но способность распознавать цифры у человека при этом сохраняется.

Интересно также другое. Те клетки, которые реагируют на цифры, похоже, физически близки к тем, которые обрабатывают искаженные изображения чисел и иностранные числовые символы. Это говорит о том, что у них может быть общее происхождение и что они могут являться особыми версиями клеток, которые обычно обрабатывают визуальные образы линий, углов и изгибов. Дополнительные исследования этого участка мозга могут дать нам информацию о том, как в процессе обучения и познания выделяется эта подгруппа клеток, которая начинает обрабатывать конкретно числа.

Ни один человек не обладает врожденной способностью распознавать цифры
Ни один человек не обладает врожденной способностью распознавать цифры

Такие исследования также помогут объяснить, по какой причине эти участки не выделяются в ходе экспериментов с формированием изображений, когда ученые не могут использовать вживленные электроды для отслеживания физиологической активности. Поскольку височная нижняя извилина очень близка к слуховым каналам, ядерно-магнитно-резонансные томографы, определяющие изменения в использовании нервными клетками кислорода и тока крови, могут оказаться недостаточно чувствительными, чтобы выявить активность нейронов в этой области.

Тем не менее, говорят ученые, сочетанием различных методов и приемов можно добиться лучшего понимания того, как работает механизм нашего мозга. А это поможет раскрыть самые непостижимые его тайны.

Майя Шалавиц


Источники:

  1. ИноСМИ.Ru


Пользовательского поиска

© Злыгостев Алексей Сергеевич, статьи, подборка материалов, оформление, разработка ПО 2001-2016
При копировании материалов проекта обязательно ставить ссылку на страницу источник:
http://mathemlib.ru/ 'MathemLib.ru: Математическая библиотека'
Рейтинг@Mail.ru