Игры разума: как мозг может предсказать событие и отправить в прошлое

Удивительно, но человеческий мозг способен предсказывать события за секунду до того, как они произошли. Такое открытие сделали французские ученые. А их американские коллеги уверены – все мы живем в прошлом. И это тоже благодаря уловке нашего мозга.

На что еще способно серое вещество, и в какие игры оно с нами играет? Почему мы помним столько же, сколько и рыбы? И по какой причине, когда вы решаете бросить курить, не можете сделать этого сразу? Рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Мозг человека и Вселенная выглядят одинаково

Сюжет начинается с кадров, на которых продемонстрированы не бескрайние космические просторы, а… мозг человека. Оказалось, что структуры Вселенной и нашего центра принятия решений невероятно похожи. Количество, форма и расположение галактик и нервных клеток – одинаковые.

К таким выводам пришли итальянские астрофизики и нейрохирурги Болонского и Веронского университетов.

"И галактики, и нервные клетки связаны между собой особой сетью – они как бусины, нанизанные на нити. В мозгу это "паутина" синаптических клеток. Они передают электрический импульс от одного нейрона к другому. А в космосе – сложное переплетение "нитей" из газообразного водорода, которые связывают все галактики и черные дыры. С помощью спектрального анализа мы определили, что и нейроны, и галактики группируются одинаковым образом – в своеобразные узлы. Среднее количество соединений между ними примерно одинаковое", – рассказал доцент кафедры физики и астрономии Болонского университета, автор исследования связи мозга и Вселенной Франко Вацца.

Получается, в нашей голове находится космос в миниатюре. Но значит ли это, что человеческий мозг устроен и работает так же, как Вселенная?

"Эффект порога", знакомый каждому

Ситуация знакомая каждому: отправился в соседнюю комнату, но как только переступил порог, забыл, зачем шел – и будто завис. Не переживайте, с вами все в порядке. Просто ваш мозг, словно компьютер, в этот момент подгружает новую информацию.

Австралийские ученые Университета Бонда даже назвали этот феномен "эффектом порога" и проследили, как он работает. Для этого провели эксперимент. Испытуемым показали фигуры, а затем попросили пройти по галерее разных виртуальных комнат. Периодически людям нужно было перечислять предметы, которые они видели вначале. Это не вызывало трудностей. Тогда задачу усложнили.

"Мы заставили людей одновременно с виртуальной экскурсией решать в уме головоломки. И вот тогда назвать фигуры смогли далеко не все. Таким образом мы установили, что "эффект порога" проявляется, когда наш мозг перегружен информацией и при этом мы резко меняем обстановку. Если бы не такая "забывчивость", человеку было бы трудно выжить. Ведь он не смог бы вовремя переключать внимание и обнаруживать опасность", – объяснил доктор психологических наук, старший профессор кафедры психологии Университета Бонда, соавтор исследования "эффекта порога" Оливер Бауман. 

Почему у человека память, как у рыбки

Неоновая рыба данио помогла ученым понять, как в человеческом мозге появляются так называемые ассоциативные воспоминания. Это любые события, которые мы храним в памяти благодаря ассоциациям. Например, когда при звуках определенной песни в голове сразу всплывает конкретное путешествие, в котором мы ее слушали.

Так вот, до сих пор считалось, что такие воспоминания образуются, когда активизируются старые нейронные связи. Но ученые Университета Южной Калифорнии доказали, что на самом деле все по-другому.

Исследователи добавили в нервные клетки рыбы флуоресцентный белок, а потом научили ее бояться света. Как только зажигалась лампочка, на подопытную направляли неприятный лазерный луч.

"После обучения, как только включался свет, рыба пыталась уплыть. Тем временем ее мозг рассматривали через специальный микроскоп. Мы всегда думали, что в момент, когда возникает воспоминание, активизируются старые устойчивые связи – синапсы. Это такие промежуточные области в мозге между клетками. Но оказалось, что вместо старых, возникали новые связи и в совершенно другой части мозга. Кроме этого, существующие синапсы разрушались", – сообщил профессор кафедры наук о мозге и когнитивных функций Массачусетского технологического университета Эд Бойден.

Другими словами, благодаря ассоциациям наш мозг не лезет в копилку памяти. Он формирует из прошлых воспоминаний – новые. А это в будущем может помочь при борьбе с посттравматическим расстройством. Правда, в том случае, если ученые смогут стереть негативные ассоциации и заменить их на позитивные.

Российские ученые изучают природу когнитивного диссонанса

Решили похудеть, а рука так и тянется к холодильнику? Не спешите ругать себя за непоследовательность и отсутствие силы воли. Вы тут ни при чем. Просто в вашем мозге произошел когнитивный диссонанс. Это внутренний конфликт, который появляется в момент выбора. Перед вами предстают абсолютно разные варианты, и хочется сразу и того, и другого. Вот только какое бы решение вы ни приняли, ожидания не совпадут с реальностью.

"Мне нравится такой пример, как устроиться на работу. Например, если человек очень хотел устроиться в место "А", в итоге он попал в место "Б," он потом будет оправдывать, почему в месте "Б" лучше. Хотя конфликт у него в голове остается, правильно, он все-таки, может быть, хотел в место А или в место "Б", да. Но тем не менее для того, чтобы это оправдать и этот когнитивный диссонанс снизить, он придумывает причины, почему все-таки его выбор лучше. Это может в итоге приводить к неврозам", – в эксклюзивном интервью РЕН ТВ отметил ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ Владимир Косоногов. 

Российские ученые Национального исследовательского университета Высшей школы экономики решили понять, когда именно возникает когнитивный диссонанс. Чтобы ответить на этот вопрос, они взяли магнитный стимулятор и стали воздействовать на головной мозг испытуемых.

С помощью катушки ученые ускоряют или тормозят скорость сигналов в мозге. Для этого мощный пучок магнитных лучей направляют на лобные доли.

"С технической точки зрения мы посылаем очень сконцентрированный пучок магнитных лучей, которые, если это подавать грубо говоря, достаточно медленно будут возбуждать определенно и поляризовать клетки головного мозга. Если это делать очень часто, то они как бы устанут и перестанут выключаться, ну, временно затормозятся", – пояснил ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ Владимир Косоногов.

Пока ученые только проводят эксперименты. Они хотят понять не только когда именно возникает диссонанс, но и как помочь пациентам его не испытывать. Другими словами – не мучиться от принятого решения. И если вы съедите бутерброд, хотя собирались худеть, вы больше не будете себя за это корить. Или наоборот – сокрушаться о том, что отказали себе в пирожном на ночь. 

Наше настоящее – это прошлое

Пока российские ученые проводят исследования, наш мозг каждый день играет с нами в куда более непонятную игру и переворачивает представление о времени. Оказывается, все, что мы видим перед собой прямо сейчас, на самом деле – прошлое. Звучит невероятно, что мы осознаем окружающий мир с задержкой.

Может показаться, что на следующих кадрах сюжета видны только озеро, причал, горы и чашка. На самом деле, там еще миллионы – нет, миллиарды мельчайших деталей! Каждое мгновение человеческий глаз фиксирует запредельное количество визуальной информации: блики, изменение цвета, легкое дрожание. Если бы все это отражалось в сознании в реальном времени, мы бы решили, что сошли с ума.

Поэтому, чтобы уберечь психику, мозг вначале вычленяет ключевые моменты, а потом "показывает" обобщенную картинку за последние пятнадцать секунд. Ученые Абердинского и Калифорнийского университетов подтвердили это, поставив опыт на сотнях добровольцев.

"Мы показывали волонтерам тридцатисекундное видео, на котором лицо человека старело в ускоренной перемотке. А затем спрашивали, насколько персонаж ролика прибавил в возрасте. Удивительно, но испытуемые всегда преуменьшали его – называли результат, который видели в середине видео, а не в самом конце. Поэтому мы сделали вывод, что мозг создает иллюзию стабильности, как бы отправляя нас в прошлое. И задержка составляет как раз пятнадцать секунд", – рассказал кандидат наук в области психологии, профессор кафедры психологии Калифорнийского университета в Беркли Дэвид Уитней.

Человеческий мозг может предугадывать ощущения

Машина времени в нашей голове способна отправить нас не только в прошлое, но и в будущее. Удивительно, но мозг заранее знает, что человек через мгновение почувствует, к примеру, жар раскаленного гриля. Более того, ощущение боли появится за секунду до самого ожога.

Французские ученые Лионского университета открыли невероятную способность главного органа… предугадывать касания. И не только неприятные. Во время эксперимента исследователи разместили рядом с добровольцем палку, а затем с помощью энцефалограммы зафиксировали, что в этот момент происходило в его мозге.

"Если палка находилась достаточно близко к ноге или руке, активизировались нейроны, отвечающие за чувствительность кожи к вибрации. А восприятие было таким же, как если бы испытуемый по-настоящему прикоснулся к предмету. Более того, мозг заранее ощущал палку, как продолжение тела. То есть прикидывал, как именно ее можно использовать", – сообщила нейробиолог отдела психологии и языковых наук Университетского колледжа Лондона Тали Шарот.

Правда, палку в руки каждый из нас хоть раз да брал. А значит, мозг уже знает, что с ней делать.

Мозг и Вселенная работают по одним и тем же законам

В начале сюжета уже говорилось о том, что в голове человека – целая Вселенная. Все эти нейроны – галактики и сложная паутина нитей, которые их связывают. Но на этом сходства не заканчиваются. Ученые из Канады и Франции выдвинули гипотезу, что человеческий мозг и Вселенная даже работают по одним и тем же законам.

Сразу после Большого взрыва энергия в молодой Вселенной начала рассеиваться. Физики называют этот процесс энтропией. И со временем энергия только растет. Это значит, что Вселенная расширяется и постоянно стремится от порядка к хаосу.

То же происходит в человеческом мозге. Парадоксально, но чем больше в голове беспорядка, тем выше уровень сознания. Ученые университетов Торонто и Парижа исследовали сети нейронов в мозгах девяти участников эксперимента.

"Оказалось, что в бодрствующем состоянии нервные клетки взаимодействуют максимально хаотично – то есть используют множество самых разных способов связи между собой, чтобы получить как можно больше информации. Тогда как во сне энтропия в мозге снижается – и сознание уходит", – отметила профессор кафедры мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института Кей Тай.

Значит ли это, что сознание – побочный продукт хаоса в голове, нейробиологи пока с уверенностью сказать не могут. Нужно больше экспериментов. Но если это правда, не исключено, что в университетах скоро появятся специалисты по психике самой Вселенной.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.