Как устроен человеческий мозг? Как работает наш мозг и как улучшить его работу.

История компьютерных наук в целом сводится к тому, что учёные пытаются понять, как работает человеческий мозг, и воссоздать нечто аналогичное по своим возможностям. Как именно учёные его исследуют? Представим, что в XXI веке на Землю прилетают инопланетяне, никогда не видевшие привычных нам компьютеров, и пытаются исследовать устройство такого компьютера. Скорее всего, они начнут с измерения напряжений на проводниках, и обнаружат, что данные передаются в двоичном виде: точное значение напряжения не важно, важно только его наличие либо отсутствие. Затем, возможно, они поймут, что все электронные схемы составлены из одинаковых «логических вентилей», у которых есть вход и выход, и сигнал внутри схемы всегда передаётся в одном направлении. Если инопланетяне достаточно сообразительные, то они смогут разобраться, как работают комбинационные схемы - одних их достаточно, чтобы построить сравнительно сложные вычислительные устройства. Может быть, инопланетяне разгадают роль тактового сигнала и обратной связи; но вряд ли они смогут, изучая современный процессор, распознать в нём фон-неймановскую архитектуру с общей памятью, счётчиком команд, набором регистров и т.п. Дело в том, что по итогам сорока лет погони за производительностью в процессорах появилась целая иерархия «памятей» с хитроумными протоколами синхронизации между ними; несколько параллельных конвейеров, снабжённых предсказателями переходов, так что понятие «счётчика команд» фактически теряет смысл; с каждой командой связано собственное содержимое регистров, и т.д. Для реализации микропроцессора достаточно нескольких тысяч транзисторов; чтобы его производительность достигла привычного нам уровня, требуются сотни миллионов. Смысл этого примера в том, что для ответа на вопрос «как работает компьютер?» не нужно разбираться в работе сотен миллионов транзисторов: они лишь заслоняют собой простую идею, лежащую в основе архитектуры наших ЭВМ.

Моделирование нейронов

Кора человеческого мозга состоит из порядка ста миллиардов нейронов. Исторически сложилось так, что учёные, исследующие работу мозга, пытались охватить своей теорией всю эту колоссальную конструкцию. Строение мозга описано иерархически: кора состоит из долей, доли - из «гиперколонок» , те - из «миниколонок» … Миниколонка состоит из примерно сотни отдельных нейронов.

По аналогии с устройством компьютера, абсолютное большинство этих нейронов нужны для скорости и эффективности работы, для устойчивости ко сбоям, и т.п.; но основные принципы устройства мозга так же невозможно обнаружить при помощи микроскопа, как невозможно обнаружить счётчик команд, рассматривая под микроскопом микропроцессор. Поэтому более плодотворный подход - попытаться понять устройство мозга на самом низком уровне, на уровне отдельных нейронов и их колонок; и затем, опираясь на их свойства - попытаться предположить, как мог бы работать мозг целиком. Примерно так пришельцы, поняв работу логических вентилей, могли бы со временем составить из них простейший процессор, - и убедиться, что он эквивалентен по своим способностям настоящим процессорам, даже хотя те намного сложнее и мощнее.

На рисунке, приведённом чуть выше, тело нейрона (слева) - небольшое красное пятнышко в нижней части; всё остальное - дендриты , «входы» нейрона, и один аксон , «выход». Разноцветные точки вдоль дендритов - это синапсы , которыми нейрон соединён с аксонами других нейронов. Работа нейронов описывается очень просто: когда на аксоне возникает «всплеск» напряжения выше порогового уровня (типичная длительность всплеска 1мс, уровень 100мВ), то синапс «пробивается», и всплеск напряжения переходит на дендрит. При этом всплеск «сглаживается»: вначале напряжение за 5..20мс растёт до порядка 1мВ, затем экспоненциально затухает; таким образом, длительность всплеска растягивается до ~50мс.

Если несколько синапсов одного нейрона активизируются с небольшим интервалом по времени, то «разглаженные всплески», возбуждаемые в нейроне каждым из них, складываются. Наконец, если одновременно активны достаточно много синапсов, то напряжение на нейроне поднимается выше порогового уровня, и его собственный аксон «пробивает» синапсы связанных с ним нейронов.

Чем мощнее были исходные всплески, тем быстрее растут разглаженные всплески, и тем меньше будет задержка до активизации следующих нейронов.

Кроме того, бывают «тормозящие нейроны», активация которых понижает общее напряжение на связанных с ним нейронах. Таких тормозящих нейронов 15..25% от общего числа.

У каждого нейрона тысячи синапсов; но в любой момент времени активны не больше десятой части всех синапсов. Время реакции нейрона - единицы мс; такого же порядка задержки на распространение сигнала вдоль дендрита, т.е. эти задержки оказывают существенное влияние на работу нейрона. Наконец, пару соседних нейронов, как правило, связывает не один синапс, а порядка десятка - каждый с собственным расстоянием до тел обоих нейронов, а значит, с собственной длительностью задержки. На иллюстрации справа два нейрона, изображённые красным и синим, связаны шестью синапсами.

У каждого синапса своё «сопротивление», понижающее входящий сигнал (в примере выше - со 100мВ до 1мВ). Это сопротивление динамически подстраивается: если синапс активизировался сразу перед активацией аксона - то, видимо, сигнал с этого синапса хорошо коррелирует с общим выводом, так что сопротивление понижается, и сигнал будет вносить больший вклад в напряжение на нейроне. Если же синапс активизировался сразу после активации аксона - то, видимо, сигнал с этого синапса не имел отношения к активации аксона, так что сопротивление синапса повышается. Если два нейрона связаны несколькими синапсами с разной длительностью задержки, то такая подстройка сопротивлений позволяет выбрать оптимальную задержку, или оптимальную комбинацию задержек: сигнал начинает доходить именно тогда, когда от него больше всего пользы.

Таким образом, модель нейрона, принятая исследователями нейронных сетей - с единственной связью между парой нейронов и с мгновенным распространением сигнала от одного нейрона к другому - весьма далека от биологической картины. Кроме того, традиционные нейронные сети оперируют не временем отдельных всплесков, а их частотой : чем чаще всплески на входах нейрона, тем чаще будут всплески на выходе. Те детали устройства нейрона, которые отброшены в традиционной модели - существенны или несущественны они для описания работы мозга? Нейробиологи накопили огромную массу наблюдений об устройстве и поведении нейронов - но какие из этих наблюдений проливают свет на общую картину, а какие - лишь «детали реализации», и - как и предсказатель переходов в процессоре - не влияют ни на что, кроме эффективности работы? Джеймс считает, что именно временны́е характеристики взаимодействия между нейронами и позволяют приблизиться к пониманию вопроса; что асинхронность так же важна для работы мозга, как синхронность - для работы ЭВМ.

Ещё одна «деталь реализации» - ненадёжность нейрона: с некоторой вероятностью он может активизироваться спонтанно, даже если сумма напряжений на его дендритах не достигает порогового уровня. Благодаря этому, «обучение» колонки нейронов можно начинать с любого достаточно большого сопротивления на всех синапсах: вначале никакая комбинация активаций синапсов не будет приводить к активации аксона; затем спонтанные всплески приведут к тому, что понизится сопротивление синапсов, которые активизировались незадолго до этих спонтанных всплесков. Таким образом нейрон начнёт распознавать конкретные «паттерны» входных всплесков. Что самое важное, паттерны, похожие на те, на которых нейрон обучался, - тоже будут распознаваться, но всплеск на аксоне будет тем слабее и/или позднее, чем меньше нейрон «уверен» в результате. Обучение колонки нейронов получается намного эффективнее, чем обучение обычной нейронной сети: колонке нейронов не нужен контрольный ответ для тех образцов, на которых она обучается - фактически, она не распознаёт , а классифицирует входные паттерны. Кроме того, обучение колонки нейронов локализовано - изменение сопротивления синапса зависит от поведения лишь двух соединённых им нейронов, и никаких других. В результате этого, обучение приводит к изменению сопротивлений вдоль пути следования сигнала, тогда как при обучении нейронной сети веса изменяются в обратном направлении: от нейронов, ближайших к выходу - к нейронам, ближайшим ко входу.

Например, вот колонка нейронов, обученная распознавать паттерн всплесков (8,6,1,6,3,2,5) - значения обозначают время всплеска на каждом из входов. В результате обучения, задержки настроились на точное соответствие распознаваемому паттерну, так что напряжение на аксоне, вызываемое правильным паттерном, получается максимально возможным (7):

Та же самая колонка отреагирует на похожий входной паттерн (8,5,2,6,3,3,4) меньшим всплеском (6), причём напряжение достигает порогового уровня заметно позднее:

Наконец, тормозящие нейроны могут использоваться для реализации «обратной связи»: например, как на иллюстрации справа, - подавлять повторные всплески на выходе, когда вход длительное время остаётся активным; или подавлять всплеск на выходе, если он слишком задерживается по сравнению со входными сигналами, - чтобы сделать классификатор более «категоричным»; или, в нейросхеме для распознавания паттернов, разные колонки-классификаторы могут быть связаны тормозящими нейронами, чтобы активация одного классификатора автоматически подавляла все остальные классификаторы.

Распознавание изображений

Для распознавания рукописных цифер из базы MNIST (28x28 пикселей в оттенках серого) Джеймс из колонок-классификаторов, описанных выше, собрал аналог пятислойной «свёрточной нейросети» . Каждая из 64 колонок в первом слое обрабатывает фрагмент 5х5 пикселей из исходного изображения; такие фрагменты перекрываются. Колонки второго слоя обрабатывают по четыре выхода из первого слоя каждая, что соответствует фрагменту 8х8 пикселей из исходного изображения. В третьем слое всего четыре колонки - каждой соответствует фрагмент из 16х16 пикселей. Четвёртый слой - итоговый классификатор - разбивает все изображения на 16 классов: класс назначается в соответствии с тем, который из нейронов активизируется первым. Наконец, пятый слой - классический перцептрон, соотносящий 16 классов с 10 контрольными ответами.

Классические нейросети достигают на базе MNIST точности 99.5% и даже выше; но по утверждению Джеймса, его «гиперколонка» обучается за гораздо меньшее число итераций, благодаря тому, что изменения распространяются вдоль пути следования сигнала, а значит, затрагивают меньшее число нейронов. Как и для классической нейросети, разработчик «гиперколонки» определяет только конфигурацию соединений между нейронами, а все количественные характеристики гиперколонки - т.е. сопротивление синапсов с разными задержками - приобретаются автоматически в процессе обучения. Кроме того, для работы гиперколонки требуется на порядок меньшее число нейронов, чем для аналогичной по возможностям нейросети. С другой стороны, симуляция таких «аналоговых нейросхем» на электронном компьютере несколько затрудняется тем, что в отличие от цифровых схем, работающих с дискретными сигналами и с дискретными интервалами времени - для работы нейросхем важны непрерывность изменения напряжений и асинхронность нейронов. Джеймс утверждает, что шага симуляции в 0.1мс достаточно для корректной работы его распознавателя; но он не уточнял, сколько «реального времени» занимает обучение и работа классической нейросети, и сколько - обучение и работа его симулятора. Сам он давно на пенсии, и свободное время он посвящает совершенствованию своих аналоговых нейросхем.

Мозг человека - самый сложный биологический механизм, созданный природой. Он имеет огромный потенциал, который наверное никогда не будет раскрыт в полной мере. Загадочная жизнь серого вещества - это огромное белое пятно на карте человеческих знаний. Как устроен мозг, как он работает - ни один житель земли не сможет дать полный и ясный ответ на эти вопросы.

В мозге загадочно всё: начиная с того, как он возник на голубой планете и заканчивая его связями с тонким миром Вселенной, непосредственно воздействующих на глубины подсознания человека. Эти загадки будоражат воображение, подстёгивают людей к поиску новых и новых нетрадиционных методов изучения мозгового вещества.

Так уж получилось, что этот совершеннейший механизм вынужден изучать сам себя, но процесс познания, к сожалению, идёт не очень успешно. Слишком сложны, непонятны, непохожи друг на друга и многообразны все те процессы, которые происходят в сером веществе. Их отражения ежесекундно находят себя во внешнем мире, давая людям возможность жить интересной, полноценной жизнью, познавать окружающую действительность и восхищаться её единством и борьбой противоположностей.

В человеческом организме мозг занимает привилегированное положение. От внешнего мира его нежнейшие ткани защищены черепной коробкой, внутри - спинномозговая жидкость надёжно оберегает от сотрясений. Составляя всего два процента от общего веса тела, этот, испещрённый сотнями тысяч кровеносных сосудов орган поглощает двадцать процентов, получаемого нашими лёгкими кислорода.

В экстремальных условиях, когда организм голодает, мозг забирает подавляющую долю питательных веществ. При потере веса тела на пятьдесят процентов, он теряет всего пятнадцать процентов.

Сверху мозг покрыт тонким серым слоем с бороздами и извилинами. Это нервная ткань, которую называют корой головного мозга . Её толщина в разных частях больших полушарий колеблется от 1,3мм до 4,5 мм. Состоит она из четырнадцати-шестнадцати миллиардов нейронов, основного функционального элемента нервной системы.

Именно здесь находится мыслящий центр с прямыми и обратными связями, которые осуществляются через вертикальные пучки волокон. Информация поступает от органов чувств к коре посредством нервных импульсов и химических сигналов. После обработки, она, в виде команд, отсылается обратно и служит руководством к действию для различных участков человеческого тела.

Основная масса мозга (около 70%) приходится на большие полушария . Они симметричны и соединены между собой мозолистым телом (пучком отростков нейронов), которое обеспечивает обмен информации между ними.

Полушария состоят из лобной, височной, теменной и затылочной долей . В лобных долях - центры, регулирующие двигательную активность, в теменных долях - зоны телесных ощущений. Височные доли отвечают за слух, центры речи, память, а затылочные преобразуют лучи света, попадающие на сетчатку глаза, в зрительные ощущения.

Под корой лежат мозговые ядра, состоящие из скопления нейронов, например гипоталамус и таламус. Гипоталамус - маленький участок мозга, который контролирует гомеостатические функции организма. Таламус отвечает за бодрствование и внимание.

За положение головы, туловища и конечностей, то есть за то, чтобы человек комфортно чувствовал себя, стоя вертикально на земле, отвечает мозжечок , который прячется под затылочными долями больших полушарий. Он также играет определяющую роль в формировании различных навыков, необходимых для повседневной жизни.

Средний вес мозга взрослого человека полтора килограмма. Попадаются отдельные экземпляры серого вещества, которые весят два килограмма. Но большие объём и масса отнюдь не являются признаками незаурядного ума и мощного интеллекта. Здесь действую совсем другие критерии, которые ещё практически не изучены.

Мозг, вообще, такой биологический механизм, который очень трудно поддаётся изучению. Слишком уж он сложен и загадочен, чтобы, вот так сразу, открыть пилигримам в Страну Сознания все свои тайны.

Полушария
мозга

К примеру, левое и правое полушария - это как бы два мозга в одной черепной коробке. Каждое из них ведает своими делами, но в то же время помогает коллеге. Левое занимается логическим, абстрактным мышлением, правое - конкретным, образным.

Если управление психикой на себя возьмёт левое полушарие, то настроение счастливца улучшится. Он станет приветливым, оптимистичным, мягким и жизнерадостным. Но если доминировать начнёт правое, то «суши вёсла». Депрессия, раздражительность, вспышки гнева, агрессия - обычное дело в этом случае.

Интересно также то, что специализация полушарий у мужчин гораздо более выражена, чем у прекрасного пола. Уже к шести годам у мальчиков правое полушарие полностью берёт на себя, отведённые ему функции. А вот у девочек оно остаётся более пластичным ещё долгое время. Практически на протяжении всей жизни, у женщин, способность к пространственному восприятию окружающего мира в равной мере свойственна обоим половинам мозга.

Такая универсальная специфика может сыграть позитивную роль при физической травме одного из полушарий. Второе полушарие спокойно возьмёт на себя выполнение утраченных функций своего собрата. Так что мужчинам остаётся только завидовать.

Огромный интерес при изучении работы мозга уделяется чувствам, мыслям, эмоциям, которые во всём своём огромном многообразии свойственны только венцу природы, то есть нам с вами. Животные, хотя тоже имеют мозговое вещество, но с человеком и рядом не стояли.

Духовная жизнь - это следствие работы мозга, которая представляет из себя чисто физические и химические процессы или что-то другое, таинственное и непонятное? Этот вопрос всегда волновал людей, но ответа на него до сих пор нет.

Ещё в XIX веке ректор Киевской духовной семинарии архимандрит Борис изложил свои взгляды по этому вопросу в сочинении «О невозможности чисто физиологического объяснения душевной жизни человека». Высокопоставленный служитель православной церкви, соглашаясь с тем, что душевная жизнь - это работа мозга, в то же время утверждал, что психические явления имеют своё подлинное бытие вне головного мозга. А где же тогда? «Сие нам неизвестно, так как является божьим откровением».

Объективности ради надо сказать, что люди науки во многом соглашаются со слугой божьим. К примеру английский физиолог Ч. Шеррингтон считал, что мысль рождается вне материи, но возникает в головах людей, таким образом вводя их в заблуждение, что они сами произвели её на свет.

А вот австралийский анатом Ф. Галлем попытался объяснить эту загадку с материалистической точки зрения. Он утверждал, что наша духовная жизнь воспроизводится в коре головного мозга. Впрочем ни к чему хорошему такая постановка вопроса не привела. Окунувшись с головой в изучение физиологических процессов, пытаясь притянуть к ним духовные богатства человека, сей учёный муж доработался до того, что создал френологию - науку, согласно которой по конфигурации черепа можно судить о характере людей. Впоследствии эту гипотезу взяли на вооружение расисты всех мастей и оттенков.

Мозг не чувствителен к боли . Его можно раздражать электрическим током, резать скальпелем - человек это не почувствует. Почему же такая рациональная и практичная природа не позаботилась о важнейшей защитной функции для самого главного органа нашего тела? Видимо потому, что серое вещество не подлежит восстановлению. Если уж оно повреждено, то ничего исправить уже нельзя.

Но нет худа без добра. Отсутствие болевого эффекта позволило исследователям серого вещества использовать в своей работе электричество. Вживляя тончайшие электроды в различные части мозга, они получили возможность узнать, как работают и за что отвечают отдельные его участки.

Если прикоснуться электродом к нейронам височной области коры головного мозга, то испытуемый может разразиться такими воспоминаниями (скажем из далёкого детства), которые были бы просто невозможны при обычных условиях. Раздражение гипоталамуса вызовет агрессивность, а если вживить электрод в ретикулярную формацию, то можно управлять страхом.

Мозгу свойственно помнить о потерянных органах. Человек теряет руку, после этого проходят годы, а отнятая конечность продолжает «жить» и непереносимо «болеть». Такие боли называются фантомными и хорошо известны врачам. Кстати, как раз вживление электродов позволяет избавиться от этого неприятного фактора навсегда.

Вот так, в общих чертах, устроен мозг человека. В заключении хочется сказать несколько слов о довольно странных вещах, которые, хоть и очень редко, но наблюдаются у отдельных индивидуумов. Это отсутствие мозгового вещества. При вскрытие у такого человека в черепной коробке находят вместо нейронов и глиальных клеток обыкновенную воду.

Так немецкий патологоанатом Иоахим Гофман при вскрытии трупа больного, болевшего при жизни расстройством психики, обнаружил в его голове вместо привычной картины жидкую массу. Маститый эскулап был потрясён до глубины души, но объяснить этот феномен никак не смог.

А вот ещё пример. Приехавший домой на каникулы английский студент обратился в местную больницу с жалобой на сильную головную боль. Врачи долго не могли определить причину плохого состояния пациента, но после рентгеновского снимка мозга пришли в ужас. У этого молодого человека серое вещество напрочь отсутствовало: вместо него плескалась жидкость. Интересно то, что юноша вёл себя вполне адекватно, а в университете был на хорошем счету и учился вполне успешно.

Ни для кого не является тайной, что при вскрытии черепа «вождя мирового пролетариата» господина Ульянова В. И. (Ленина), российские светила от медицины также серое вещество в его голове не обнаружили. Вместо миллиардов и миллиардов нервных клеток в голове террориста-большевика находилась вода.

Человеческий мозг - это совершеннейший, идеально отлаженный биологический механизм. В нём нет ничего лишнего, зато нужное и даже необходимое современные люди используют всего на 10%. Целых 90% серого вещества оказывается не востребованным на протяжении всей жизни. Огромное количество нейронов так никогда и не включается в работу, и не приносит пользу человеку.

В чём же заключается эта польза? Тут однозначного ответа нет. Может это блестящая интуиция, может телепортация. Идеальную память, духовное совершенство, вселенские знания тоже нельзя исключить. Если всё это лежит совсем рядом, под черепной коробкой, то нужно работать и работать над собой, чтобы разбудить те спящие необыкновенные силы, которые кардинально могут изменить жизнь каждого из нас, а значит и всего человечества в целом.

Статью написал ridar-shakin

Источники: Ф. Блум, А. Лейзерсон «Мозг, разум и поведение»

Мы много писали о том, какие существуют типы мышления, как наш образ мысли влияет на нашу жизнь, но задумывался ли ты о том, насколько специфична работа нашего мозга? Влияет ли окружающая температура на его продуктивность? В какое время дня умственная активность наиболее высокая? Помогает ли разговор с самим собой лучше мыслить и ?

Наш мозг бесконечно сложен. Узнавая о нем что-нибудь новое, в копилку неизвестного мы добавляем еще больше вопросов. Перед тем, как сесть за руль автомобиля, ты узнаешь о механизмах его работы, поэтому твой главный центр по обработке информации не должен стать исключением. Мы расскажем тебе о том, что ты, скорее всего, не знал.

Сколько энергии уходит на работу мозга

Удивительным фактом является то, что во время активного процесса мышления ты используешь чуть больше энергии, чем когда мозг пребывает в спокойном состоянии. Энергии потребляется практически столько же, как и при отдыхе, просмотре шоу. Иначе говоря, в те моменты, когда мозговая активность наименьшая. К такому выводу пришли ученые из Пенсильвании, когда провели свой эксперимент, который заключался в сравнении потребления кислорода людьми, которые бездельничали, и теми, кто решал непростые математические задачи. Разница была минимальной. Можно сказать, что энергия, потребляемая мозгом, нужна лишь для того, чтобы поддерживать его жизнедеятельность.

Какой этап при решении каких-либо проблем самый трудоемкий для мозга

Будешь удивлен, но ты тратишь гораздо больше энергии, готовясь решить проблему, то есть в тот момент, когда думаешь о ней. В сам же момент решения требуется намного меньше энергозатрат. Это еще раз доказывает то, что если у тебя есть какие-то проблемы, которые необходимо решить, то лучше не думай о них, а сразу же берись за дело. Сэкономишь и нервы, и энергию.

Напрягается ли тело во время работы мозга

Был проведен эксперимент, в котором к телу испытуемого подсоединили устройство для измерения активности в мышцах и устройство для измерения мозговой активности. Было обнаружено, что в то время как человек делает сильные мозговые усилия, напряжение растекается по телу подобно волнам. То есть в тот момент, когда одна мышца расслабляется, другая начинает напрягаться, и так по всему телу.

Какое время дня является самым лучшим для умственной работы

Оно может быть индивидуальным для каждого. Идеальным временем для активной мозговой деятельности является середина времени бодрствования, но лучше работу начинать через пару часов после пробуждения. Важным фактом является то, что активное и продуктивное составляет от 3 до 5 часов максимум.

Думаем ли мы быстрее, чем говорим

Гораздо, гораздо быстрее. Исследования на факультете психологии показали, что обычный человек говорит со скоростью от 125 до 169 слов в минуту, а думает в 4 раза быстрее.

Полезно ли говорить с собой

Безусловно. Доктор Альберт Госс, профессор психологии Калифорнийского университета, предполагает, что мера человеческого интеллекта может быть основана на том, насколько хорошо мы можем общаться с собой. Кто-то даже умудряется вести такой диалог вслух, хотя таких людей не очень много.

Частенько мы проговариваем те действия, которые необходимо совершить, например, чтобы запомнить дорогу, мы будем упоминать каждый поворот, и это помогает запомнить маршрут. При походе в магазин частенько можно встретить людей, которые бормочут себе под нос: хлеб, молоко, колбаса, шоколад… Мы делаем это чтобы лучше усвоить информацию и воспользоваться ею в нужный момент.

Какой объем памяти имеет мозг

Наша память – вещь универсальная, ведь некоторые воспоминания могут намеренно стираться мозгом, так как наносят травму психическому здоровью. Размер мозга у каждого человека немного отличается, но объем памяти, которая может в нем храниться, просто феноменален. Если измерять книгами, то мозг способен сохранять около девяти миллионов томов информации. Иначе говоря, ты вряд ли когда-нибудь сможешь перегрузить его информацией.

Какая часть мозга нам на самом деле необходима

Судя по всему, мы могли бы нормально функционировать и с половиной нашего мозга. Доказательством этому являются многочисленные случаи, подтверждающие этот факт. Множество людей, которые перенесли операцию по удалению определенной части мозга из-за опухолей, успешно продолжали свою трудовую деятельность, в том числе множество врачей, юристов, инженеров и других профессий. Было проведено аналогичное исследование среди ветеранов, которые во время боевых действий получили проникающие ранения в голову. После выздоровления они проходили тот же тест, что и при зачислении на службу. Результаты не оказались хуже. Когда одна область мозга сильно повреждена, то другая в состоянии взять на себя ее функции, так что интеллектуальные способности человека практически не нарушаются.

Интеллект и ловкость рук эквивалентны

Как ни странно, но да, чем более ловкий человек, тем большим интеллектом он одарен. Это не означает, что люди с «дырявыми руками» – поголовно глупцы, но те, кто может одновременно координировать работу рук и головы, с большей вероятностью обладают высоким интеллектом.

Можно ли обучаться во время сна

Скорее всего, ты слышал множество историй о том, как люди ложились спать с наушниками, слушая лекции или же информацию, которая требует усвоения. Так как мы имеем несколько фаз сна, то мозговая активность меняется вместе с тем, как мы переходим от одной фазы к другой. Был проведен эксперимент, в котором испытуемый лег спать в наушниках и слушал лекцию по истории. Датчики отслеживали его состояние, и когда он уснул, ученые зафиксировали, на каком моменте лекции это произошло. Наутро испытуемый помнил все, что слушал, даже когда был в сонном состоянии, но не смог вспомнить ни единого слова о том, что звучало в его наушниках после того, как уснул.

Умственные способности женщин и мужчин различаются

Нет, исследования показали, что умственные способности женщин и мужчин одинаковы, различны сами . Так, при равных условиях мужчины на 50% лучше справляются с экстренными ситуациями, нежели женщины, тем не менее понятие интеллекта формируется из множества факторов. Мужчины лучше женщин в истории, лучше ориентируются на местности и в пространстве, женщины же превосходят мужчин в изучении языков, орфографии и арифметике.

Есть ли связь между гениальностью и безумием

Интеллект – это способность адаптации средств к цели.

А. Бине

Как же работает наш мозг не с точки зрения физиологии, а психологии мыслительных процессов? Достаточно много написано про то, за что отвечает правое и левое полушарие мозга, много советов и рекомендаций для стимулирования мышления, вроде таких: “Каждый раз добирайтесь до работы разными маршрутами”, “Смените рабочую руку: если вы правша – используйте левую руку, и наоборот ”, “Решайте кроссворды, играйте в логические игры, шахматы, например ” и т.д. Правда, зачем все это делать не объясняется, кажется понятным как само собой разумеющееся. Зная, как человек думает, появляется возможность понять, какие существуют ресурсы стимулирования мышления на каждом этапе работы мозга.

С чего начинается мыслительная деятельность? Чтобы думать, у нас должно быть “о чем думать”, т.е. информация. Мышление – это, по сути, оперирование имеющейся информацией. Как поступает к нам эта информация?

1. Первоначально человек воспринимает все то, что он знает на уровне органов чувств – т.е. вся информация на этом этапе является сенсорной , это то, что мы видим, слышим, ощущаем.

Эта информация поступает в память, которую можно смело считать “совокупностью информации, приобретенной мозгом и управляющей поведением”.

Чем выше концентрация внимания на сенсорных ощущениях, тем больше информации поступает в память. Как правило, внимательность возрастает, когда нам что-то интересно – например, все новое. Именно поэтому рекомендуют ходить на работу, в магазин новой, незнакомой дорогой. В противном случае велик риск жить на автомате, когда мозг уходит в спячку или работает только на свои 5%.

Сенсорный тип информации сохраняется в памяти очень непродолжительное время, потому что такой информации поступает очень много, и мозгу как-то надо отделять более приоритетную от менее важной. Для того чтобы сенсорная информация перешла в долговременную память необходимо:

2. Чтобы различные свойства объектов сложились в общую картину, образ. Например, кошка – это небольшое, мяукающее, пушистое домашнее животное. Таким образом, формируются понятия, абстрактные образы, которыми в дальнейшем оперирует человеческий мозг.

Понятия суть сокращения, в которых мы охватываем, сообразно их общим свойствам, множество различных чувственно воспринимаемых вещей. Ф. Энгельс

Именно поэтому для запоминания услышанного номера телефона или имени нового знакомого, необходимо аудиальную и визуальную информацию представить образно – как-то связать с внешностью человека, обстоятельствами встречи и т.д..

Классификация - это осмысленный порядок вещей, явлений, разделение их на разновидности согласно каким-либо важным признакам.

Как только сформировались понятия, их можно начать делить на средства и цели – очень существенный момент в улучшении мыслительной деятельности. Причем в зависимости от ситуации разные понятия могут быть либо средствами, либо целью.

3. Далее понятию, образу придается личностный смысл : для любителя кошек – это источник положительных эмоций, для человека, у которого аллергия на них – скорее наоборот.

4. Имея в запасе определенные понятия и наделяя их личностным смыслом, человек начинает строить логические мыслительные операции.

Логическим или абстрактным мыслительным операциям, которые естественным образом происходят у взрослого человека в мозгу, предшествуют конкретные операции – это когда дети собирают–разбирают игрушки, и не только игрушки:), всячески манипулируют конкретными предметами.

Сначала нужно проделать эти операции на практике и только потом можно переходить к “теории”, иначе как мы убедимся, что так оно и есть?..

С помощью мыслительных операций осуществляется проникновение вглубь проблемы-цели, изучаются свойства объектов (не обязательно находящихся перед глазами), составляющих эту проблему (не обязательно находящуюся перед глазами), и находится решение задачи (в первую очередь в уме и только затем реализуется на практике).

5. Суждение отражает связи между предметами и явления, утверждает что-либо или отрицает это.

Чем больше связей установлено между различными объектами, тем больше вероятность, что из множества имеющихся найдется правильное решение задачи. Именно поэтому во время мозгового штурма рекомендуют выдвигать пусть фантастические, невозможные способы решения проблемы, вроде “Прилетит вдруг волшебник В голубом вертолете, И бесплатно покажет кино”.

5.1 Суждения не обязательно содержат сравнения, хотя такое случается довольно часто. Если кто-то говорит: "Я эгоист", - вы можете спросить: "Кто это сказал?" Если он ответит: "Я" или какая-то авторитетная личность, то вы можете выразить сомнение: "Пользуясь какой меркой, вы (он) решил(и), что вы эгоист?"

5.2 Суждения включают в себя анализ, который означает расчленение (разбивание) объекта на составляющие его части или свойства.

А также синтез - процесс соединения или объединения ранее разрозненных свойств или понятий в целое или комплект. Синтез неотделим от анализа и они, как правило, осуществляются одновременно.

6. На основе нескольких суждений делается определенный вывод – умозаключение. Пример умозаключения: Человек, просыпаясь утром, видит на улице лужи и приходит к выводу, что ночью был сильный дождь.

Умозаключения бывают индуктивные, дедуктивные и по аналогии.

6.1 Индуктивное умозаключение - это умозаключение от единичного (частного) к общему. Из суждений о нескольких единичных случаях или о группах человек делает общий вывод. Например, учитель, просматривая годовые оценки знаний каждого ученика, не увидел ни одной двойки. Из этих фактов (частных случаев) он делает общий вывод: весь класс успевает.

6.2 Рассуждение, в котором мысль движется в обратном направлении, называют дедукцией, а вывод - дедуктивным. Дедукция есть вывод частного случая из общего положения, переход мысли от общего к менее общему, к частному или единичному. Например: в классе 9б все ученики успевают. Сидоров учится во 9б классе, следовательно, он - успевающий ученик. Дедукция позволяет людям предвидеть ход событий, обнаруживать новые факты, опираясь на раскрытую закономерность.

Подводные камни обобщения: существует опасность не увидеть отдельных деревьев в лесу, если разные части опыта без разбора смешиваются в кучу под одним названием. Например, судить о всех представителях какой-то национальности, опираясь на качества единичных лиц. Чрезмерно "увлекшись" обобщением, человек будет видеть и слышать лишь то, что ожидает увидеть и услышать.

6.3 Умозаключение по аналогии - это умозаключение от частного к частному. Сущность умозаключения по аналогии состоит в том, что на основании сходства двух предметов в некоторых отношениях делается вывод о сходстве этих предметов и в других отношениях. Вывод о том, что на Марсе есть жизнь, сделан по аналогии Марса с Землей: Марс, как и Земля,- планета, окружен атмосферой, имеет несколько времен года и времени суток и т. д. На основе умозаключений по аналогии создаются гипотезы.

С точки зрения формальной логики структура умозаключения выглядит примерно так:

Все жидкости – упруги.
Ртуть – жидкость.
Ртуть – упруга. (вывод)

Но(!) умозаключение умозаключению рознь:

Все гусеницы едят салат.
Я ем салат.
Я – гусеница:)

Таким образом, приспособление средств к цели , адаптация человека к окружающей среде осуществляется двумя способами:

1) Ассимиляция, при которой человек пытается приспособить новую ситуацию к существующей структуре информации.
2) Аккомодация (термин Ж.Пиаже), при которой, напротив, прежние знания трансформируются, переделываются с целью их приспособления к новой ситуации.

Структура мыслительного процесса решения проблемы:

Мотивация (желание решить задачу).
Анализ проблемы (выделение "что дано", "к чему требуется прийти", какие недостающие или избыточные данные, и т.д.).
Поиск решения: с помощью известных алгоритмов, на основе комбинации звеньев из различных алгоритмов, эмпирического метода проб и ошибок, с помощью логических мыслительных операций (см. выше) и пр.
Логическое обоснование найденной идеи решения, логическое доказательство правильности решения.
Реализация решения на практике.
Проверка найденного решения.
Коррекция (в случае необходимости возврат к пункту № 2).

Резюмируя, ресурсы для улучшения работы мозга , учитывая этапы мыслительного процесса, будут:

Внимательность при усвоении сенсорной информации.
Грамотное формирование понятий с учетом их свойств, построение классификаций (хотя бы в уме; пример классификации см. выше).
Понимание причины возникновения личностного смысла того или иного понятия.
Расширение связей между понятиями, пусть на первый взгляд даже не связанными.
Критичное отношение к суждениям.
Проверка правильности умозаключений-выводов.
Пошаговое решение проблемы, в случае необходимости (см. структура мыслительных процессов)

Мыслительная деятельность реализуется как на уровне сознания, так и на уровне бессознательного - например, “эврика” Архимеда и таблица Менделеева относятся к результатам второго типа мышления.

Два следующих теста в картинках позволят лучше понять, как вы собираете информацию из окружающего мира и каким образом оперируете ею.

Тест №1. Практик и Логик.

Перед вами цепочка овалов. На основе этой детали вам надо воссоздать всю картину, из одного фрагмента сотворить целое. Что вы нарисуете и чем дополните данный рисунок, зависит только от вас.

Тест №2 Сенсорик и Интуитивист.

Инструкция. Перед вами произвольный набор фигур, некая композиция. Используя одну, две или больше фигур (столько, сколько вам потребуется для выполнения задачи), нарисуйте человека.

Ключи тестов приведены в статье “ ”

Как работает мозг человека и как улучшить его работу.

5 Rating 5.00 (1 Vote)

Человеческий мозг – самый сложный биологический механизм, регулирующий и координирующий все жизненные функции. Как устроен мозг и на сколько процентов он задействован. Каковы механизмы его работы и как мы можем помочь мозгу работать эффективнее.

Человеческий мозг называют самым сложным биологическим механизмом, который создала природа. Он регулирует и координирует все жизненные функции человека и контролирует его поведение.

С его работой связаны все мысли и чувства, желания и ощущения. Если мозг перестает функционировать, человек впадает в вегетативное состояние: утрачивает способность что-либо чувствовать, на что-либо реагировать и способность действовать, одним словом – .

Дать полный ответ, как устроен мозг и как он работает, невозможно. Загадки начинаются с вопроса, как он возник, и заканчиваются вопросами о его связях с невидимым тонким миром Вселенной, которые влияют на глубины человеческого подсознания. Его потенциал вряд ли будет когда-либо раскрыт полностью. Так сложилось, что этот совершенный механизм должен изучать себя сам.

Как устроен человеческий мозг?

Мозг взрослого человека в среднем составляет 1,5 кг – это всего лишь 2% от общего веса тела. (Однако доказано, что уровень ума и интеллекта не зависит от веса мозга.) Его собственные энергетические запасы очень малы, поэтому он очень зависит от снабжения кислородом. Мозг весь пронизан не одной сотней тысяч кровеносных сосудов – таким образом он поглощает 20% кислорода, получаемого легкими.

Если вдруг человеку по каким-то причинам приходится голодать, его мозг страдает в последнюю очередь, поскольку большая часть питательных веществ направляется на поддержание его работы. При потере массы тела на 50% мозг теряет всего 15% веса.

Эти факты говорят о том, что мозг в организме человека занимает привилегированное положение. Он внешнего мира его нежные ткани защищает черепная коробка, внутри же от сотрясений его оберегает спинномозговая жидкость.

Мозг покрыт тонким серым слоем с бороздками и извилинами – это кора головного мозга. Здесь находится его мыслительный центр. Кора представляет собой нервную ткань, состоящую из нескольких миллиардов нейронов, благодаря которым осуществляются прямые и обратные связи – информация от органов чувств поступает в кору, а после обработки отсылается обратно в виде команд для действия разных участков тела.

70% мозга составляют большие полушария – правое и левое. Они соединены мозолистым телом, благодаря которому могут обмениваться информацией. Правое и левое полушария симметричны и представляют собой как бы 2 мозга, каждый из которых руководит своими процессами, и в то же время они помогают друг другу.

Правое и левое полушарие состоят из лобной, теменной, затылочной и височной доли. В каждой из них находятся центры, отвечающие за определенную деятельность: височная – за слух, и речь; затылочная – за зрительные ощущения, лобная – за двигательную активность, теменная – за телесные ощущения. Под затылочными долями полушарий находится мозжечок, отвечающий за координацию движений и равновесие тела. А под корой головного мозга – таламус, контролирующий внимание и бодрствование, и гипоталамус, регулирующий процессы саморегуляции организма.

Это лишь самое поверхностное описание такого сложнейшего органа, как человеческий мозг. И если с точки зрения физиологии он изучен далеко не полностью, то о том, как происходят в нем мыслительные процессы, известно еще меньше. Людей волнует вопрос: является ли духовная жизнь человека, его мысли, чувства и эмоции следствием физических и химических процессов, происходящих в нем, или это что-то другое – еще не изученное и таинственное

Любопытно, что еще в 19 в. некий архимандрит Борис в своем сочинении «О невозможности чисто физиологического объяснения душевной жизни человека» утверждал, что несмотря на то, что жизнь души является результатом работы мозга, психические явления «имеют свое подлинное бытие вне головного мозга». Однако каким образом, «сие нам неизвестно». С ним соглашаются и люди науки, например физиолог из Англии Ч.Шеррингтон. Он считал, что мысль рождается за пределами материи, но поскольку она возникает в головах людей, они думают, что произвели ее сами.

На сколько процентов работает мозг человека

Ученные не однократно пытались оценить, на сколько работает мозг человека, и в результате их исследований, в прошлом веке, возникло множество ложных теорий. По одной из них считалось, что человек использует только 3% от его потенциала, в то время как другие утверждали, что 15-20 процентов.

Миф о 10% мозга

В 1936 году в предисловии к книге « » американский писатель Лоуэлл Томас написал «Профессор Уильям Джеймс говорит, что люди используют своих умственных способностей».

Нейробиолог Барри Гордон характеризует миф как «смехотворно ошибочный», добавляя: «мы используем практически все части мозга, и они активны практически постоянно». Барри Бейерштейн приводит аргументы, опровергающие миф о десяти процентах:

Исследования повреждений мозга: если 90% мозга обычно не используется, повреждения этих частей не должно влиять на его работу. Практика же показывает, что почти не существует областей, которые могут быть повреждены без потери способностей. Даже небольшие повреждения могут приводить к огромным последствиям.
Мозг обходится телу довольно дорого в плане потребления кислорода и питательных веществ. Он может требовать до 20% всей энергии тела, при этом составляя лишь 2% массы. Если бы 90% были не нужны, люди с меньшим, более эффективным мозгом имели бы эволюционное преимущество – остальным сложнее было бы проходить естественный отбор. Отсюда также очевидно, что такой большой мозг не мог бы даже появиться, если бы в нём не было потребности.
Сканирование: технологии вроде позитронно-эмиссионной томографии и функциональной магнитно-резонансной томографии позволяют наблюдать работу живого мозга. Они показали, что даже во время сна в мозге имеется некая активность. «Глухие» зоны появляются лишь в случае сильных повреждений.
Локализация функций: вместо того, чтобы быть единой массой, мозг делится на отделы, которые выполняют различные функции. На определение функций каждого отдела были потрачены многие годы, и отделений, не выполняющих никаких функций, обнаружено не было.
Микроструктурный анализ: при регистрации деятельности отдельных нейронов учёные наблюдают за жизнедеятельностью отдельно взятой клетки. Если бы 90% мозга бездействовала, это сразу бы заметили.
Нейронные заболевания: клетки мозга которые не используются, имеют тенденцию вырождаться. Следовательно, если 90% мозга были бы неактивны, то вскрытие мозга взрослого человека показало бы масштабное вырождение.

Другим аргументом является то, что большой размер мозга требует увеличения черепа, что повышает риск смерти при рождении. Такое давление обязательно избавило бы популяцию от лишнего мозга. Таким образом получается, что мы используем 100% мозга в целом, но для каждой задачи используется свой участок и намного меньше процентов.

Как начинается мыслительная деятельность?

Пытаются разобраться, как работает мозг человека с точки зрения происходящих в нем мыслительных процессов, и современные ученые. Ведь зная, как мозг думает, можно понять, как стимулировать его работу. Итак, чтобы мозг начал думать, в него должна поступить информация, то есть он должен иметь то, о чем думать. Таким образом, начать мыслить означает начать оперировать имеющейся информацией.

Как информация поступает в мозг?

1. Первоначальная информация является сенсорной – она воспринимается от органов чувств, и это то, что мы видим, слышим и ощущаем. Чем сильнее внимание будет сконцентрировано на сенсорных ощущениях, тем больше информации поступит в память. А внимание усиливается, когда человеку что-то интересно. Например, если он постоянно ходит на работу одной и той же дорогой, его мозг как бы уходит в спячку и задействован примерно на 5%. Если же он меняет маршрут, мозг «просыпается», чтобы воспринять новую информацию

2. Такой сенсорный вид информации хранится в памяти совсем недолго, ведь ее поступает довольно много. Мозг должен отделить более важную от менее важной, чтобы более важную переместить из краткосрочной памяти в долгосрочную. Для этого надо, чтобы разные свойства объекта объединились и сложились в образ. Например, чтобы запомнить имя нового знакомого или его телефон, необходимо услышанную и увиденную информацию связать с его внешностью, обстоятельствами встречи и пр.

4. Накопленный запас образов и понятий, наделенных личностным смыслом, позволяет осуществлять мыслительные операции, позволяющие проникать вглубь проблемы и решать определенные задачи.

5. Формой мышления является суждение (или высказывание) – мысль о предмете, в которой путем отрицания или утверждения раскрываются его признаки.

6. На основе суждений человек делает умозаключение. Например, увидев утром на улице лужи, он приходит к выводу, что ночью шел дождь.

Как помочь мозгу работать эффективнее?

1. Переработку всей информации: ее получение, проведение и передачу другим клеткам осуществляют нейроны, находящиеся в коре головного мозга. У новорожденного количество нейронов больше, чем у взрослого, но несмотря на это, он практически не умеет ни слышать, ни видеть.

Его глаза видят свет, но его мозг этого не понимает, потому что еще не образовались связи с другими нейронами, чтобы информация поступила дальше – в кору больших полушарий. По мере их образования ребенок будет различать сначала свет, затем силуэты, цвета и пр. Чем разнообразнее и ярче будут предметы вокруг него, тем быстрее образуются такие связи и тем лучше будет работать та часть мозга, которая связана со зрением.

Любопытно, что если по какой-то причине (например, из-за травмы или заболевания) ребенок не будет видеть во младенчестве, то в дальнейшем связи между нейронами в его мозге никогда не образуются и он так и не научится видеть. Его глаза будут здоровые, он будет видеть свет, но останется слепым, потому что нейронные связи, обеспечивающие поступление сигнала в мозг, могут образовываться почти всегда только в детстве.

Это же относится и к слуху и, в меньшей мере, к другим способностям: осязанию, обонянию, способности говорить, ориентироваться и др. То есть, очевидно, существует определенный период, когда образуются нейронные связи, необходимые для развития зрения, слуха и пр.

Таким образом, чтобы заставить мозг эффективно работать, его нужно тренировать с самого детства. Чем мозг моложе, тем он восприимчивей. И чем меньше его нагружать, тем хуже он будет работать. Мы все знаем, что если не тренировать мышцы, то они со временем станут дряблыми и начнут атрофироваться. То же касается и мозга: если его перестать нагружать, клетки, отвечающие за мыслительные процессы, начнут отмирать. У людей, которые тренируют свой мозг, ухудшение его работы отмечается лишь в глубокой старости.

2. Не стоит забывать и о питании – мозг нуждается в продуктах, содержащих жирные кислоты Омега-3 (это жирная морская рыба – лосось, семга, скумбрия, грецкие орехи) (см. « »). А вредны для него продукты, в состав которых входят трансжиры (маргарин, чипсы, крекеры, пирожные и т. п.).