​Опыты с "киборгами" помогли российским исследователям выяснить, как можно повысить уровень концентрации и временно избавиться от умственной усталости без специальных тренировок. Их выводы и возможное применение этого трюка были представлены в журнале Nonlinear Dynamics.

"Мы предполагаем, что для поддержания способности эффективно обрабатывать информацию в течение долгого времени мозг регулирует число нейронов, вовлекаемых в этот процесс. Биологическая обратная связь позволяет управлять этим процессом", - рассказывает Александр Храмов из Саратовского государственного технического университета.

Секреты разума
В последние 10 лет нейрофизиологам удалось совершить настоящий прорыв в области создания нейроинтерфейсов - набора микрочипов, особых электродов и компьютерных программ, позволяющих подключать к мозгу человека и животных кибер-конечности, искусственные глаза и даже те органы чувств, аналогов которых нет в природе - тепловизоры и рентгеновизоры.

Возможности нейроинтерфейсов не ограничиваются протезами. К примеру, в марте 2013 года бразильские и американские ученые смогли объединить мозг двух крыс, живущих в тысячах километров друг от друга, в своеобразную "локальную сеть", или, как назвали эту конструкцию сами ученые, "органический компьютер", и научить их обмениваться информацией.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, Храмов и его коллеги из России и Испании нашли еще одно необычное применение подобным компонентам будущих "киборгов", используя их в качестве своеобразной системы обратной связи, позволявшей их обладателям следить за тем, насколько оптимально работает их мозг.

Его команду, как отмечает Храмов, интересовало то, почему внимание человека притупляется, а скорость его реакции сильно падает при исполнении различных рутинных задач, не требующих больших умственных или физических усилий. Яркий пример этого - водители-дальнобойщики, засыпающие при езде по пустой ночной дороге.

Нейрофизиологи достаточно давно предполагают, что подобная "умственная усталость" связана с тем, что мозг не может постоянно концентрировать внимание на одной и той же задаче на протяжении неограниченно долгого времени. Почему это так, ученые спорят уже очень долгое время.

Храмов и его коллеги попытались ответить на этот вопрос, собрав группу из трех десятков студентов университета, согласившихся временно стать "киборгами" и поучаствовать в опытах на тренировку внимания.

Российские исследователи не стали встраивать электроды в их центры внимания и памяти, расположенные в затылочной и теменной коре. Они просто "подключили" добровольцев к высокоточной системе ЭЭГ, позволявшей следить за активностью этих регионов мозга без проведения каких-либо операций.

Ученые поставили перед студентами простую задачу - классифицировать неоднозначные изображения, выбирая один из двух возможных вариантов. Изображения показывались на экране монитора в течение секунды. За это время испытуемый должен был принять решение и нажать на соответствующую кнопку на джойстике.

В общей сложности, добровольцам пришлось классифицировать несколько сотен таких картинок, что быстро превратило эксперимент в скучную рутину для них. В половине случаев, как отмечает Храмов, студенты могли следить за уровнем активности своего мозга, а в других - не обладали подобной возможностью.

"Взлом" мозга

Эти наблюдения раскрыли несколько интересных деталей, связанных с тем, как работают центры внимания в нашей голове. Во-первых, выяснилось, что уровень активности в этих регионах мозга не просто падает или вырастает, а меняется волнообразным образом при исполнении рутинных действий.

Это говорит о том, что нейроны, отвечающие за восприятие и обработку визуальной информации, могут максимально эффективно работать в течение очень ограниченного промежутка времени, после чего им требуется время на восстановление. Как правило, студенты поддерживали максимальную концентрацию внимания крайне недолго, около 1,5-2 минут.

Во-вторых, этот "цикл", как обнаружили Храмов и его коллеги, можно легко "взломать", продлив период максимального внимания на 50-90 секунд. Для этого необходима простая вещь - человек должен знать о том, насколько активно работают клетки в его центре внимания.

С чем это связано? По мнению исследователя, наличие "обратной связи" помогает мозгу оптимальнее управлять активностью нейронов, используя меньшее число клеток для обработки визуальной информации и поддержания концентрации. Это несколько уменьшает "качество" работы, но позволяет центру внимания оставаться на пике формы заметно дольше.

Подобные стимуляторы активности мозга, по мнению авторов статьи, могут пригодиться авиапилотам, диспетчерам и прочим специалистам, от чьей скорости реакции и внимательности зависит жизнь многих других людей.

Похожие новости

  • 15/10/2016

    Александр Карлин - о развитии инноваций на территории Алтайского края

    ​Одним из важных направлений работы по формированию региональной инновационной системы является создание и развитие на территории региона инфраструктуры для коммерциализации научных разработок и технологической модернизации в регионе.
    2172
  • 14/04/2016

    В Томске разработан тренинг, «открывающий» человека миру

    ​– У всех молодых людей есть определенный потенциал, состоящий из интеллектуальных и личностных характеристик. Проблема в том, что не многие могут его реализовать. Наша задача была – найти то самое опосредующее звено для перехода возможности в действительность, мы назвали его мотивационной готовностью к самореализации.
    1143
  • 15/08/2017

    К чему ведет редактирование генома

    ​Недавно в журнале Nature была опубликована статья, рассказывающая об успешном исправлении мутации в ДНК человеческого зародыша при помощи геномного редактора CRISPR/Cas9. Возможность устранения ошибок в геноме ведет к абсолютно новой ситуации, которая разворачивается на наших глазах.
    1034
  • 09/01/2019

    Чем занимались биологи в 2018 году

    Минувший год запомнится нам не только очередным шумом вокруг генетического редактирования человека, но и новыми исследованиями, посвящёнными иммунотерапии рака, бактериями, управляющими нашими генами, спорами о продолжительности человеческой жизни, противораковыми слоновыми генами и макаронами, которые не полнят.
    495
  • 29/06/2018

    Агрономы ТГУ помогут томичам решить проблему витаминного голода

    ​Здоровье населения во многом зависит от питания. В настоящее время многие горожане сталкиваются с тем, что называется голоданием второго типа: при употреблении достаточного количества пищи люди недополучают необходимые организму витамины и микроэлементы.
    551
  • 03/07/2018

    Алтайские ученые разрабатывают компьютерную программу для прогнозов развития тромбоэмболии

    ​Ученые Алтайского государственного университета (АлтГУ) разрабатывают уникальную компьютерную программу для раннего прогнозирования развития тромбоэмболии легочной артерии. Программу планируется распространять через социальные сети, сообщили в пресс-службе вуза.
    469
  • 24/01/2018

    Российские и американские ученые разработали алгоритм для быстрого поиска новых антибиотиков

    ​Молодые сотрудники Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ под руководством Павла Певзнера вместе с ассистент-профессором Университета Карнеги — Меллон (США) Хосейном Мохимани разработали компьютерную программу, которая ускорит поиск новых антибиотиков.
    682
  • 24/10/2017

    Анна Игнатьева: систему бизнес-акселераторов можно построить на базе новосибирских вузов

    ​Сегодня в регионах остро стоит вопрос нехватки квалифицированных кадров, необходимых для реализации стратегии Национальной технологической инициативы. Специалисты полагают, что необходимо задуматься о создании на базе вузов специальных акселерационных программ, которые могли софинансировать профильные министерства и предприятия реального сектора.
    751
  • 25/11/2017

    Ученые СВФУ разработали тест для быстрого выявления генетических заболеваний

    Жители Якутии сталкиваются с этноспецифическими генетическими заболеваниями —SOPH-синдром, который приводит к низкорослости с атрофией зрительных нервов, 3-М-синдром, так называемый «якутский синдром низкорослости», врожденная глухота первого А-типа и наследственная метгемоглобинемия.
    796
  • 14/11/2018

    Алтайские ученые запатентовали рецептуру пшеничного хлеба с добавлением гриба Чага

    Группа ученых Алтайского государственного технического университета имени Ивана Ползунова предлагает включать древесный гриб Чага (трутовик скошенный) в качестве добавки при производстве пшеничного хлеба.
    991