УЧЕНЫЕ ВЫЯСНИЛИ, КАК МОЗГ РЕАГИРУЕТ НА ВЫПОЛНЕНИЕ ДВУХ ДЕЛ ОДНОВРЕМЕННО
(http://www.inauka.ru/news/article100633)

Ученые доказали, что выполнение человеком двух сложных дел одновременно заставляет полушария головного мозга работать раздельно и независимо друг от друга каждое над своей задачей, что делает невозможным выполнение третьей сложной задачи одновременно с первыми двумя, сообщается в статье исследователей, опубликованной в пятницу в выпуске Science.

"Это значит, что в повседневной жизни вы легко можете совмещать два дела одновременно, например, готовить и разговаривать по телефону. Проблема состоит в том, что когда вы начинаете преследовать три цели одновременно, префронтальная кора головного мозга одну из них будет просто игнорировать", - сказал Этьен Коэчлин, ведущий автор публикации из Французского биомедицинского исследовательского агентства INSERM, слова которого приводит интернет-издание Science NOW.

В своей работе ученые целенаправленно пытались выяснить, каким образом изменяется алгоритм работы мозга, когда от одной определенной задачи ему необходимо переключиться на выполнение двух. В случае одного дела, механизм работы мозга ученым в целом понятен: сначала, в ответ на желание или необходимость что-либо сделать, передняя часть префронтальной коры головного мозга формирует конечную цель, тогда как задняя, получив информацию от передней, отдает приказания остальным отделам, которые в свою очередь заставляют руки или ноги делать то, что необходимо и проверяют, достигнут ли результат, информирует РИА "Новости".

Для того, чтобы определить, что меняется, когда параллельно с одной задачей выполнения требует и вторая, Коэчлин и его коллеги прибегли к помощи добровольцев, 16 мужчин и 16 женщин в возрасте от 19 до 32 лет, мозг которых подвергался сканированию с помощью метода функционального магнеторезонансного томографирования по мере того, как они выполняли умственные задачи по сравнению букв. Участникам эксперимента на экране монитора по очереди показывали буквы, составляющие слово "tablet", и им предстояло определить, были ли предыдущие две буквы показаны в том же порядке, в котором они находятся в слове. Вторая параллельная умственная задача состояла в том, чтобы отметить, были ли обе подряд показанные буквы строчными или прописными. В качестве вознаграждения за правильную работу волонтеры получали небольшую сумму денег.

Как и ожидали ученые, выполнение только первой задачи без необходимости выполнять вторую, приводило к активации обеих полушарий головного мозга добровольцев, запуская цепочку команд от передней к задней части префронтальной коры. Как только участники эксперимента были вынуждены переключиться на решение двух задач одновременно, их мозг разделял обязанности между полушариями: активность левой части префронтальной коры головного мозга отвечала за выполнение одной из задач, тогда как активность правой - за выполнение второй. При этом, каждая половина головного мозга выполняла свои функции полностью независимо от другой, преследуя свои собственные цели во имя вознаграждения.

Добавив к этим двум задачам еще одну, определение цветов букв на экране, ученые убедились, что третью нетривиальную задачу одновременно с первыми двумя мозг выполнить не в состоянии, так как у него просто нет третьего полушария, так что волонтеры обязательно забывали выполнить одно из трех дел.

Мозг может преследовать две цели одновременно, разделяя функции между полушариями
(http://elementy.ru/news/431303)

Важную роль в мотивации поведения играют участки медиальной фронтальной коры (MFC), в которых отображается информация об ожидаемой «награде» за то или иное действие. При помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРИ) французские нейробиологи показали, что при выполнении единичного задания информация о награде отражается одновременно и в левой, и в правой MFC. Если человек преследует одновременно две цели, то первая («основная») награда кодируется в левой, а вторая — в правой MFC. При этом передняя префронтальная кора (APC) играет роль интегрирующего центра, в котором обе мотивации суммируются. По-видимому, лобные доли человеческого мозга способны эффективно координировать поведение в соответствии с двумя (но не более) одновременно преследуемыми целями.

Самый передний участок лобных долей — передняя префронтальная кора (APC) — является, по-видимому, нашим главным «аналитическим центром», отвечающим за принятие решений и планирование поведения. К сожалению, возможности этого мыслительного устройства ограничены, о чём свидетельствует не только повседневный опыт общения с ближними, но и результаты нейробиологических исследований. Как правило, APC в состоянии параллельно обрабатывать информацию, связанную с двумя разными целями или планами действий, но, когда целей (мотиваций) оказывается больше двух, эффективность принятия решений резко снижается. По-видимому, APC не может рекурсивно обрабатывать информацию о множестве альтернативных мотивов и вариантов поведения (Koechlin & Hyafil, 2007. Anterior Prefrontal Function and the Limits of Human Decision-Making).

Ранее было показано, что мотивация наших решений тесно связана с активностью другой области лобных долей — медиальной фронтальной коры (MFC). Именно здесь отображается (кодируется) информация о «награде», которую мы рассчитываем получить в случае успешного решения стоящей перед нами проблемы (в чём бы эта награда ни заключалась). До сих пор было неясно, что происходит в MFC, если перед человеком стоят сразу две цели, каждая из которых соотнесена со своей собственной «наградой».

Чтобы это выяснить, французские нейробиологи при помощи фМРИ проследили за работой мозга 32 добровольцев, выполнявших задания, связанные с преследованием одной или двух целей одновременно. За правильное выполнение каждого задания испытуемые получали денежную награду. Награда могла быть большой (1 евро) или маленькой (0,04 евро).

Испытуемым одну за другой показывали на экране буквы, составляющие слово tablet. Буквы демонстрировались в произвольном порядке. Испытуемый должен был определить, соответствует ли позиция данной буквы в демонстрируемой последовательности ее положению в слове tablet, и нажать одну из двух кнопок («да» или «нет»). Например, при появлении первой буквы нужно нажать «да», если это буква t, и «нет», если это любая другая буква. При появлении второй буквы нужно нажать «да», если это a, и так далее.

После демонстрации 3–5 букв испытуемые должны были прекратить выполнение первого задания и перейти ко второму (об этом им сообщали при помощи специальных символов на экране). Второе задание было таким же, как и первое, но за него назначалась отдельная награда. Величину награды испытуемые могли определить по цвету букв.

Тесты подразделялись на две группы. В первом случае (ситуация «переключение», switching) при переходе ко второму заданию о первом можно было забыть. После завершения второго задания снова начиналось первое, но не с того места, где было прервано, а самого начала. Таким образом, в этой ситуации испытуемый в каждый момент времени мог держать в голове только одну цель и помнить только об одной награде.

Во втором случае (ситуация «разделение», branching) по завершении второго задания требовалось продолжить выполнение первого с того места, где оно было прервано. В этой ситуации в ходе выполнения второго задания испытуемому приходилось удерживать в голове информацию сразу о двух задачах и двух наградах.

Для каждой из двух ситуаций использовались разные комбинации наград. За каждое из двух заданий награда могла быть большой или маленькой, поэтому комбинаций было всего четыре, а общее количество вариантов тестов было равно восьми.

Как и следовало ожидать, величина награды существенно влияла на качество выполнения заданий в обеих ситуациях. За 1 евро люди старались на совесть, реагировали быстро и допускали мало ошибок. За 0,04 евро они реагировали медленнее и ошибались чаще. Величина награды за второе задание не влияла на эффективность выполнения первого. Второе задание, однако, выполнялось хуже, если награда за первое задание была высока. Иными словами, вторая награда немного обесценивалась в глазах испытуемых, если они уже рассчитывали на хорошее вознаграждение за первое задание.

В ситуации «разделение», когда нужно было помнить о первом задании в ходе выполнения второго, испытуемые совершали существенно больше ошибок и во втором задании, и при возвращении к первому заданию. Это тоже вполне понятный и ожидаемый результат, свидетельствующий об ограниченности наших способностей к «многозадачному» мышлению.

Дизайн эксперимента позволил выявить области мозга, отображающие информацию об ожидаемой награде. Это те области, активность которых зависела от величины награды. Измерения проводились во время выполнения второго задания.

Оказалось, что активность APC зависит от того, какое задание выполняется: двойное или одиночное. Определенные участки APC в обоих полушариях возбуждались сильнее при выполнении двойного задания, чем одиночного. При этом выявились также небольшие участки APC, интегрирующие информацию об обеих наградах: активность этих участков положительно коррелирует с суммарной величиной обеих наград. Избирательное реагирование на отдельные награды в APC не было зарегистрировано.

В медиальной фронтальной коре (MFC) обнаружились две области (dACC и PMC, см. рисунки), избирательно кодирующие информацию о первой и второй награде. В ситуации «переключение», когда нужно было помнить только об одной награде, эти области возбуждались примерно одинаково слева и справа. В ситуации «разделение» левое полушарие кодировало первую («основную») награду, правое — вторую («дополнительную»).

Таким образом, когда человек имеет в голове только одну цель, информация об ожидаемой награде отображается симметрично в левой и правой MFC. Когда же приходится иметь в виду сразу две цели, происходит разделение функций между полушариями: левая MFC отображает первую мотивацию, правая — вторую. Что касается APC, «высшей аналитической инстанции», то она интегрирует информацию об обеих одновременно преследуемых целях.

В свете этих данных становится легче понять, почему мы худо-бедно можем одновременно учитывать и держать в голове две цели, но не более. Разделение функций между полушариями позволяет хранить один мотив в левой, другой — в правой MFC. Если появится третья цель, адекватно отобразить ее уже будет негде: третьим полушарием эволюция нас не обеспечила.

Такая ограниченность функциональных возможностей лобных долей может вредить нам на современном этапе культурно-исторического развития, когда наш мозг, «спроектированный» исключительно для нужд охотников-собирателей, оказался востребован для решения более сложных задач. Но нашим предкам, по-видимому, «двухзадачности» вполне хватало. Это позволяло эффективно защищать составленные долгосрочные планы от сиюминутных отвлекающих факторов и даже придумывать новые планы, обещающие большее вознаграждение. Но для полноценной системы принятия решений, основанной на комплексном анализе множества альтернативных целей и мотивов, дизайн нашего мозга, возможно, не оптимален.

Источник: Sylvain Charron, Etienne Koechlin. Divided Representation of Concurrent Goals in the Human Frontal Lobes (http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/328/5976/360) // Science. V. 328. P. 360–363.

Куда уж примитивнее.

АМЕРИКАНСКИЕ УЧЕНЫЕ ОТКРЫЛИ СЕКРЕТ МУДРОСТИ
(http://www.inauka.ru/news/article102824.html)

Подлинный переворот в понимании современной наукой функционирования головного мозга сделали американские ученые, когда они открыли, что с годами его интеллектуальная мощь возрастает. Об этом сообщает лондонская газета Daily Mail со ссылкой на новейшую работу известной исследовательницы Барбары Стоуч. При этом пик мозговой активности приходится на 50 - 70 лет.

Традиционный взгляд состоял в том, что с возрастом умственная деятельность человека снижается в связи с прогрессирующей гибелью - до 30% - клеток головного мозга - нейронов. Однако новейшие углубленные исследования мозга опровергли эту точку зрения.

Как оказалось, нейроны не умирают с годами, хотя имеющиеся между ними связи могут быть потеряны в случае, если человек ими не пользуется. Что более важно, так это тот факт, что с возрастом в головном мозге увеличивается количество особого вещества - миелина. Оно способствует более быстрому прохождению сигналов между нейронами, что повышает общую интеллектуальную мощь мозга до 3 тыс. процентов по сравнению со средним показателем. При этом пик в активности производства миелина приходится на 60-летний возраст и выше.

Ученые установили и еще один поразительный факт: с возрастом человек получает способность одновременно использовать оба полушария головного мозга, решая сложные задачи. До 50-летнего возраста между двумя частями мозга существует жесткое "разделение труда".

При этом с годами мозг становится и более "глубоким" - он меньше подвержен смятению в результате получения необычной или излишне эмоциональной информации. Как заявил в этой связи профессор Университета Калифорнии Дилип Джейст, "мозг человека, за плечами которого находятся десятилетия жизни, менее импульсивен и более рационален". "Это то, что можно назвать мудростью", - подчеркнул он.

Как информирует ИТАР-ТАСС, что касается забывчивости, то, по мнению ученых, она вызвана обширными знаниями и накопленным опытом взрослого человека, когда его оперативная память наполнена многочисленными фактами. В результате быстро "выудить" их из огромных информационных объемов является не столь простой задачей по сравнению с юношей, который мало что знает и понимает, отмечают нейрохирурги.

Достаточно часто человеку требуется приложить значительные усилия для того, чтобы забыть о работе во время отпуска или прекратить машинально напевать раздражающую песенку, которая постоянно крутится в голове. Математики из университета Кейс Вестерн Резерв (США) нашли ответ на вопрос, почему так происходит. Они обнаружили, что мышление потребляет много энергии, и несущиеся мысли так же трудно остановить, как летящий со склона горы грузовик.

Ученые использовали компьютерное моделирование на базе программного пакета Metabolica, который предназначен для изучения комплекса метаболических процессов. Программное обеспечение переводит в цифровую форму работу возбуждающих нейронов, передающих мысли, и тормозных, "успокаивающих" клетки мозга, называемые астроцитами. Астроциты обеспечивают нейроны питательными веществами, удаляют отходы жизнедеятельности и в целом отвечают за "химическое" обеспечение нервной деятельности.

Чтобы остановить мысли, мозг использует тормозные нейроны. Они выбрасывают гамма-аминомасляную кислоту (GABA), которая противодействует влиянию нейромедиатора глутамата и прекращает возбуждение нейронов, что, в свою очередь, прекращает процесс передачи информации от одного нейрона к другому. Проще говоря, глутамат открывает синаптические "ворота", а GABA - закрывает.

Астроциты потребляют большое количество кислорода для переработки GABA и глутамата – больше, чем требуется для расщепления мощных нейротоксинов. Соответственно, чем больше требуется кислорода, тем сильнее должен быть приток крови. Часто из-за чрезмерного возбуждения нейронов и недостатка питания астроциты просто не в состоянии "остановить" мозг, и все наши попытки прекратить думать о чем-то не приносят результатов. Возможно, именно с этим связано желание человека пойти к холодильнику во время сильных переживаний или навязчивых мыслей.

Пока связь между церебральным метаболизмом и гемодинамикой не полностью раскрыта. Исследовательская группа планирует более детально сравнить энергию возбуждающих и тормозных нейронов, выполнив одновременное моделирование обоих процессов.

Изучение механизмов торможения также позволит создать лекарства от некоторых нейродегенеративных заболеваний. А пока, по очень предварительным данным этого исследования, можно посоветовать в случае перевозбуждения просто снизить нагрузку на организм и дать мозгу некоторое время и дополнительные ресурсы для запуска и завершения процесса торможения.

ЗЫ:
Не знаю как лечить голову, в медицине не силён.

Лишние мысли делают нас несчастными.
(http://rnd.cnews.ru/liberal_arts/news/line/index_science.shtml?2010/11/12/415684)

Люди проводят 46,9% своего времени, думая о посторонних вещах, блуждая в фантазиях или воспоминаниях, и это делает их несчастными. Об этом говорит вышедшее в Science исследование американских ученых. Для сбора статистики они использовали специально написанное веб-приложение для iPhone, которым воспользовались 2250 добровольцев. В случайные моменты времени участникам задавались вопросы: о чем они думают, чем занимаются и насколько счастливы в данный момент времени.

Оказалось, что почти половину времени мозг людей был занят мыслями о чем угодно, кроме того, что происходит сейчас. При этом чем больше участники грезили, тем обычно несчастнее они себя чувствовали. Для того, чтобы выяснить что тут причина а что следствие исследователи применили методы статистического анализа. Причиной оказался именно режим мышления. Уровень присутствия сознания в настоящем коррелирует с уровнем счастья. В то время как само занятие вносит в ощущение счастья меньший вклад.

Среди занятий, которые больше всего приносили радости людям, оказались физические упражнения, общение и занятие любовью. Последнее также сопровождалось наибольшим уровнем присутствия сознания в данный момент времени.

Авторы отмечают сходство своих выводов с традиционными духовными учениями, которые с удивительным единодушием подчеркивают важность пребывания "здесь и сейчас" для полноценной жизни.

Участвовать в дальнейших исследования может любой желающий обладатель iPhone. Для это достаточно скачать приложение по адресу: www.trackyourhappiness.org.