Знали ли вы, что в нашем мозгу есть специальные нейроны, ответственные за узнавание Дженнифер Энистон?
Человеческий мозг удивителен! Он запоминает десятки тысяч различных объектов и может мгновенно распознать их в различных ракурсах, даже в тех, в которых он их еще никогда не видел. Но как он это делает? Где хранится наша память?
Если вы программист, и когда-либо пытались написать алгоритм распознавания образов, то вы сможете оценить всю трудность задачи, с которой так легко справляется наш мозг. Механизм запоминания информации о различных объектах все еще до конца не известен. Хотя это один из самых важных и интересных вопросов о нашем мозге.
Прогресс медицины за последние пол века позволил увеличить среднюю продолжительность жизни на 20-30 лет. Это столкнуло нас с новым вызовом: нейродегенеративные заболевания. Эти заболевания приводят к прогрессирующим потерям нервных клеток и значительному ухудшению памяти. Понимание как работает наша память является важным ключом к тому, как лечить такие заболевания.
Нейробиологи, психологи и математики посвятили много времени тому, чтобы исследовать как работает наша память. 65 лет назад канадский нейропсихолог Дональд Хебб предположил, что память хранится в связях между нейронами. Одновременное срабатывание нейронов при восприятии ведет к усилению или ослаблению связей между ними.
Это влиятельная теория была подтверждена многочисленными экспериментами.
Но сколько нейронов хранят информацию об одном конкретном объекте? Другими словами, активность скольких нейронов вызывает узнавание человека, здания или места? На этот вопрос существует две гипотезы. Одна из них утверждает, что для распознавания объекта нужна согласованная активность большого числа нейронов. По другой гипотезе, для этого нужно очень небольшое число нейронов, иногда всего один. Например, возможно, что когда вы видите, слышите или думаете о вашей бабушке, за ее образ в вашем мозгу отвечает только один специальный нейрон. Эта гипотеза «нейрона бабушки» была впервые высказана 45 лет назад американским нейробиологом Джеромом Леттвиным.
И хотя этой гипотезе уже 45 лет проверить ее непросто. Мало кто согласится втыкать в свой мозг провода, необходимые, чтобы биологи могли проверить свои гипотезы. К сожалению, есть категория людей, которым по медицинским показаниям требуется имплантация электродов в мозг. Пациенты, страдающие эпилепсией иногда нуждаются в удалении части мозга для прекращения эпилептических припадков. Чтобы понять, какую часть мозга нужно удалять, необходимо сделать запись электрической активности его различных частей. Такие пациенты часто соглашаются принять участие в научных исследованиях. Для ученых это уникальная возможность измерить активность нейронов человеческого мозга.
В 2005 году ученые Калофорнийского Технологического Института и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе смогли проверить на подобном эксперименте гипотезу «нейрона бабушки». Они измеряли активность нейронов, ответственных за визуальное восприятие, с помощью электродов, имплантированных в мозг больного, страдающего эпилепсией.
Пациентам показывали различные картинки известных людей, зданий, пейзажей. При этом постоянно измерялась активность его нейронов. Ученые обнаружили, что некоторые нейроны были «заточены» на распознавание одного определенного объекта. Например, в одном случае был найден нейрон, который активизировался только когда пациент видел изображение актрисы Дженнифер Энистон. Никакие изображения других людей или объектов не вызывали активацию этого нейрона.
Этот эксперимент показывает, что в нашем мозгу есть нейроны, сильно специализированные на определенных визуальных образах.
Означает ли это, что среди всех ста миллиардов нейронов нашего мозга только один отвечает за распознавание Дженнифер Энистон, как предположил Леттвин? Не совсем. В другой статье авторы исследования, посчитав вероятность, усомнились в реалистичности возможности найти тот самый один нужный нейрон, если он всего один. Скорее всего за распознавание образа ответственно большее число нейронов. Тем не менее, подобные эксперименты способствуют нашему пониманию того, как человеческий мозг запоминает и распознает различные объекты.
Читайте также
Вакансия – Mobile developer/product manager
Работа мечты для программиста, которому интересна мобильная разработка (iOS/Android): атмосфера стартапа (но уже без рисков и с высокой зарплатой), интересный перспективный проект с нуля с крутыми технологиями, работа на международный рынок. Задумайтесь: вы будете не просто писать очередную игру, а делать мир лучше! Такие возможности встречаются очень редко, и для вас это, возможно, станет выходом на новый виток.
Вакансия - fullstack web-developer
Привет! Мы в [MEL Science](https://melscience.com/en/v2/) ищем человека в команду, занятую всем, что связано с вебом и бизнесом: от фронтенд-оптимизаций до автоматизации полиграфии на бекенде.
Вакансия – in-house recruiter
Наши продажи активно растут (более 500% в год), растет и наша команда. Мы ищем специалиста по подбору персонала — того, кто будет заниматься поиском кадров. Успех всего бизнеса зависит от людей. Поэтому человек, организующий процесс поиска, — ключевая должность в компании.
Мы ищем очень специфичных людей, сочетающих в себе любовь к науке с умениями в своей сфере (программировать для программиста, рисовать для дизайнера и т.д.). Найти таких людей непросто, их очень мало, поэтому на некоторые вакансии мы перебираем сотни кандидатов на стадии резюме.