Семь с половиной уроков о мозге - [12]
По мнению ученых, вырожденность существует в любой биологической системе. Так, разные комбинации генов могут отвечать за один и тот же цвет глаз. Без вырожденности не обходятся ни обоняние, ни иммунная система. Если вновь провести аналогию с транспортом, то, например, из Лондона в Рим можно долететь, используя услуги разных авиакомпаний, разными рейсами, разными самолетами, в которых будут разные бортпроводники и разные места. А еще второй пилот может заменять основного. Вырожденность в мозге выражается в том, что наши действия и восприятие осуществляются разными путями. Так, всякий раз, когда вы чего-то боитесь, страх возникает как результат активности разных групп нейронов.
Итак, представление мозга как сети позволяет понять многие аспекты его работы — от медленных изменений за счет пластичности до более стремительных перемен, возникающих благодаря нейротрансмиттерам и нейромодуляторам, и способности нейронов выполнять разные функции.
Сетевая организация дает и еще одно преимущество. Она наделяет мозг особым, ключевым для нашего мышления свойством — сложноструктурностью. Речь идет о способности мозга формировать внутри себя невероятное множество различных нейронных паттернов.
В общих чертах эта сеть — система из большого количества частей, взаимодействующих между собой и осуществляющих множество непохожих друг на друга видов активности. Пример такой системы — авиационное сообщение между разными странами, так как его слагаемые — агентства по продажам билетов, авиадиспетчеры, пилоты, самолеты, наземное обслуживание пассажиров и т. п. — находятся в постоянной взаимосвязи, чтобы вся структура функционировала эффективно. Работа подобных сложных сетей — это всегда нечто более масштабное, чем просто сумма активностей их частей.
Сложноструктурность позволяет нашему мозгу быть гибким в любой ситуации. Мы имеем возможность мыслить широко, абстрактно, обогащать свою лексику, рисовать в воображении будущее, разительно отличающееся от настоящего, использовать творческое мышление и придумывать идеи, на основе которых в дальнейшем можно будет создавать, например, самолеты, висячие мосты и роботы-пылесосы. Сложноструктурность помогает думать о чем-то более масштабном, например о космосе, а еще анализировать прошлое и предсказывать будущее так, как это недоступно ни одному из животных. Все это мы можем делать не только благодаря сложному строению мозга; у многих других видов животных он тоже устроен непросто. Сложноструктурность — критически важный компонент этих способностей.
В чем именно заключается сложноструктурность мозга? Представьте себе миллиарды нейронов, каждый из которых посылает сигнал целому ряду других нейронов — при помощи нейротрансмиттеров, нейромодуляторов и иными способами. Так в целом выглядит активность нашего мозга. Сложноструктурность в данном случае означает, что мозг способен создавать из небольших частей своих старых паттернов огромное количество новых. Благодаря этому сеть нейронов, непрерывно «вспоминая» виды поведения, оказавшиеся полезными в прошлом, и пробуя формировать новые, эффективно управляет всем телом в непростой, все время меняющейся окружающей среде.
Степень сложности системы определяется тем, какой объем информации она способна обрабатывать, изменяя свою конфигурацию[38]. В этом смысле, скажем, сеть международных авиасообщений крайне сложная. Пассажиры имеют возможность полететь почти в любую точку мира, сочетая разные рейсы. Когда открывается новый аэропорт, система международных аэропортов способна переформировать себя, чтобы подключить его к общей сети. Если же один из аэропортов пострадает от воздействия стихии, некоторые рейсы отменятся или будут отложены, но в итоге система авиасообщений сможет перестроиться и найдет способ восстановить привычный ритм работы. Любые менее сложные системы неспособны достаточно эффективно менять свою конфигурацию. Например, если бы для каждого маршрута существовал всего один план полета, а все самолеты вылетали бы из одного и того же хаба, то, выйди этот хаб из строя, и работа всей системы авиасообщений сразу застопорилась бы.
Для того чтобы понять разницу между системами разной степени сложности, давайте рассмотрим еще один пример. Представьте себе два человеческих мозга, устроенных проще, чем ваш. Допустим, в первом есть такие же 128 миллиардов нейронов, как и у вас, но каждый из них взаимодействует сразу со всеми остальными. Когда один получает сигнал, заставляющий его изменить частоту испускания импульсов, то так же меняют свою работу и все остальные нервные клетки. Давайте назовем мозг с таким единообразным строением «мясной рулет»[39]. Эта система с точки зрения функциональности проще, чем ваш мозг, так как все 128 миллиардов ее элементов ежесекундно действуют как один-единственный элемент.
А теперь рассмотрим второй воображаемый тип мозга. Представим, что и в нем 128 миллиардов нейронов, но все они разделены на блоки мозаики, каждый из которых отвечает за определенную функцию — зрение, слух, обоняние, ощущение вкуса, осязание, мышление, формирование эмоций и т. п. Именно таким человеческий мозг представал в девятнадцатом веке перед мысленным взором френологов. Такой орган, схожий с набором инструментов, предназначенных для совместного использования, я назвала бы «швейцарский нож»

Как вы думаете, эмоции даны нам от рождения и они не что иное, как реакция на внешний раздражитель? Лиза Барретт, опираясь на современные нейробиологические исследования, открытия социальной психологии, философии и результаты сотен экспериментов, выяснила, что эмоции не запускаются – их создает сам человек. Они не универсальны, как принято думать, а различны для разных культур. Они рождаются как комбинация физических свойств тела, гибкого мозга, среды, в которой находится человек, а также его культуры и воспитания. Эта книга совершает революцию в понимании эмоций, разума и мозга.

В этой книге океанограф, кандидат географических наук Г. Г. Кузьминская рассказывает о жизни самого теплого нашего моря. Вы познакомитесь с историей Черного моря, узнаете, как возникло оно, почему море соленое, прочтете о климате моря и влиянии его на прибрежные районы, о благотворном действии морской воды на организм человека, о том, за счет чего пополняются воды Черного моря и куда они уходят, о многообразии животного и растительного мира моря. Книга рассчитана на широкий круг читателей.

Как выглядела Земля в разные периоды? Можно ли предсказать землетрясения и извержения вулканов? Куда и почему дрейфуют материки? Что нам грозит в будущем? Неужели дожди идут из-за бактерий? На Земле будет новый суперконтинент? Эта книга расскажет о том, как из обломков Большого Взрыва родилась наша Земля и как она эволюционировала, став самым удивительным местом во Вселенной – единственной известной живой планетой. Ведущие ученые и эксперты журнала New Scientist помогут ближе познакомиться с нашими домом, изучить его глубины, сложную атмосферу и потрясающую поверхность.В формате PDF A4 сохранен издательский макет книги.

«Любая история, в том числе история развития жизни на Земле, – это замысловатое переплетение причин и следствий. Убери что-то одно, и все остальное изменится до неузнаваемости» – с этих слов и знаменитого примера с бабочкой из рассказа Рэя Брэдбери палеоэнтомолог Александр Храмов начинает свой удивительный рассказ о шестиногих хозяевах планеты. Мы отмахиваемся от мух и комаров, сражаемся с тараканами, обходим стороной муравейники, что уж говорить о вшах! Только не будь вшей, человек остался бы волосатым, как шимпанзе.

Настоящая монография посвящена изучению системы исторического образования и исторической науки в рамках сибирского научно-образовательного комплекса второй половины 1920-х – первой половины 1950-х гг. Период сталинизма в истории нашей страны характеризуется определенной дихотомией. С одной стороны, это время диктатуры коммунистической партии во всех сферах жизни советского общества, политических репрессий и идеологических кампаний. С другой стороны, именно в эти годы были заложены базовые институциональные основы развития исторического образования, исторической науки, принципов взаимоотношения исторического сообщества с государством, которые определили это развитие на десятилетия вперед, в том числе сохранившись во многих чертах и до сегодняшнего времени.

Эксперты пророчат, что следующие 50 лет будут определяться взаимоотношениями людей и технологий. Грядущие изобретения, несомненно, изменят нашу жизнь, вопрос состоит в том, до какой степени? Чего мы ждем от новых технологий и что хотим получить с их помощью? Как они изменят сферу медиа, экономику, здравоохранение, образование и нашу повседневную жизнь в целом? Ричард Уотсон призывает задуматься о современном обществе и представить, какой мир мы хотим создать в будущем. Он доступно и интересно исследует возможное влияние технологий на все сферы нашей жизни.

Что такое, в сущности, лес, откуда у людей с ним такая тесная связь? Для человека это не просто источник сырья или зеленый фитнес-центр – лес может стать местом духовных исканий, служить исцелению и просвещению. Биолог, эколог и журналист Адриане Лохнер рассматривает лес с культурно-исторической и с научной точек зрения. Вы узнаете, как устроена лесная экосистема, познакомитесь с различными типами леса, характеризующимися по составу видов деревьев и по условиям окружающей среды, а также с видами лесопользования и с некоторыми аспектами охраны лесов. «Когда видишь зеленые вершины холмов, которые волнами катятся до горизонта, вдруг охватывает оптимизм.

В книге рассказывается о том, как на протяжении нескольких столетий ученые пытались выяснить, почему ночью темно. Оказывается, этот вопрос связан с самым общим устройством нашей Вселенной — с тем, конечна она во времени и в пространстве или бесконечна, расширяется ли она на самом деле и из чего состоит. В книге подробно обсуждаются основные наблюдательные факты, лежащие в основе современной космологии, и история их открытия.Для всех, кто интересуется астрономией и космологией — от старшеклассников до специалистов в других областях науки.

Если вы сомневались, что вам может пригодиться математика, эта книга развеет ваши сомнения. Красота приведенных здесь 10 уравнений в том, что пронизывают все сферы жизни, будь то грамотные ставки, фильтрование значимой информации, точность прогнозов, степень влияния или эффективность рекламы. Если научиться вычленять из происходящего данные и математические модели, то вы начнете видеть взаимосвязи, словно на рентгене. Более того, вы сможете управлять процессами, которые другим кажутся хаотичными. В этом и есть смысл прикладной математики. На русском языке публикуется впервые.

Популяризатор науки мирового уровня Стивен Строгац предлагает обзор основных понятий матанализа и подробно рассказывает о том, как они используются в современной жизни. Автор отказывается от формул, заменяя их простыми графиками и иллюстрациями. Эта книга – не сухое, скучное чтение, которое пугает сложными теоретическими рассуждениями и формулами. В ней много примеров из реальной жизни, которые показывают, почему нам всем нужна математика. Отличная альтернатива стандартным учебникам. Книга будет полезна всем, кто интересуется историей науки и математики, а также тем, кто хочет понять, для чего им нужна (и нужна ли) математика. На русском языке публикуется впервые.

Если упражнения полезны, почему большинство их избегает? Если мы рождены бегать и ходить, почему мы стараемся как можно меньше двигаться? Действительно ли сидячий образ жизни — это новое курение? Убивает ли бег колени и что полезнее — кардио- или силовые тренировки? Дэниел Либерман, профессор эволюционной биологии из Гарварда и один из самых известных исследователей эволюции физической активности человека, рассказывает, как мы эволюционировали, бегая, гуляя, копая и делая другие — нередко вынужденные — «упражнения», а не занимаясь настоящими тренировками ради здоровья. Это увлекательная книга, после прочтения которой вы не только по-другому посмотрите на упражнения (а также на сон, бег, силовые тренировки, игры, драки, прогулки и даже танцы), но и поймете, что для борьбы с ожирением и диабетом недостаточно просто заниматься спортом.