Мозг помнит задачу без подсказок и меняет стратегию при изменении обстоятельств

05.10.2026

Человеку далеко не всегда нужно постоянно повторять инструкцию, чтобы продолжать действовать в соответствии с ней. Услышав просьбу найти определенную вещь, мы можем перейти в другую комнату и продолжить поиски, одновременно воспринимая множество новой информации. Подобная способность позволяет удерживать цель в памяти в течение нескольких минут и при этом оставаться готовым изменить свое поведение, если ситуация требует другого решения. Как именно мозгу удается сочетать устойчивость и гибкость, ученые постепенно начинают понимать благодаря исследованиям активности отдельных нейронов.

В новой работе приняли участие 25 пациентов, которым ранее по медицинским показаниям имплантировали внутричерепные электроды для обследования по поводу эпилепсии. Исследователи из Cedars-Sinai Medical Center, Калифорнийского технологического института, Университета Торонто и других научных центров получили благодаря этому редкую возможность непосредственно регистрировать активность отдельных нейронов человеческого мозга. Подобные измерения значительно сложнее проводить у здоровых людей без медицинских показаний для установки электродов.

Участникам предложили два эксперимента, в которых требовалось в течение нескольких минут помнить правила текущего задания. В одном из них человеку показывали изображение и задавали один из двух вопросов: например, нужно было определить, относится ли оно к определенной категории или встречалось ли это изображение раньше. Важная особенность заключалась в том, что инструкцию показывали только один раз в начале блока. После этого участникам предстояло самостоятельно выполнить еще 40 задач, продолжая помнить, на какой именно вопрос необходимо отвечать. Продолжительность одного такого периода достигала двух минут, а средняя точность ответов составила около 84%.

На уровне отдельных нервных клеток исследователи обнаружили интересное разделение функций. В одном из экспериментов ученые проанализировали активность 970 нейронов: 203 из них находились в гиппокампе, играющем важную роль в формировании памяти, а еще 767 располагались в двух областях медиальной фронтальной коры. Хотя обе структуры участвовали в сохранении информации о текущем правиле, характер их работы оказался различным.

Медиальная фронтальная кора формировала достаточно устойчивое представление о задании. Характер активности ее нейронов позволял сохранять необходимый контекст на протяжении нескольких минут, даже когда первоначальная инструкция уже давно исчезла с экрана и больше не повторялась. По предположению специалистов, именно такой стабильный нейронный сигнал помогает человеку продолжать следовать поставленному правилу спустя значительное время после получения инструкции.

Гиппокамп, напротив, демонстрировал гораздо более динамичную картину. Он также кодировал информацию о действующем правиле, однако нейронный паттерн постепенно менялся с течением времени. Получается, что человек мог продолжать помнить одну и ту же инструкцию, тогда как набор нейронов и характер их активности, представлявшие эту информацию, оставались не полностью неизменными. Когда условия задания менялись, работа мозга также достаточно быстро перестраивалась под новый контекст.

Во втором эксперименте исследователи обнаружили еще одну особенность гиппокампа. Его способ кодирования информации зависел от характера поставленной задачи: когда участнику приходилось самостоятельно определять скрытый контекст происходящего, представление информации в этой области становилось более стабильным. Это наблюдение позволяет предположить, что гиппокамп не просто пассивно хранит воспоминания, а способен изменять способ представления информации в зависимости от того, что именно требуется человеку в конкретной ситуации.

<< Назад: Квантовые вычисления выходят в космос 06.10.2026

>> Вперед: Бюджетный смартфон HMD Vibe2 Pro 05.10.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружен новый вид проявления магнитных монополей 20.12.2017 Еще с 19-го столетия ученые начали замечать потрясающее подобие физических законов, описывающих электрические явления, законам, описывающим магнитные явления. Однако, существует одна единственная вещь, отсутствие которой служит препятствием полной симметричности законов - магнитные монополи. Эти магнитные монополи в виде элементарных частиц продолжают на сегодняшний день оставаться неуловимыми для ученых, однако учеными уже был создан ряд искусственных объектов, которые демонстрируют некоторые из свойств магнитных монополей. Группе исследователей из австрийского Института науки и техники удалось продемонстрировать, что капельки сверхтекучей жидкости, жидкого гелия, действуют как магнитные монополи по отношению к молекулам, погруженным в них. Капли сверхтекучей жидкости изучались учеными в течение очень долгого времени, но до последнего времени никому не удавалось заметить их "магнитную особенность". Работая с электрическими зарядами, можно достаточно легко разделить их положительные и отрицательные полюса. Отрицательно заряженный электрон как раз и является отрицательным полюсом, а положительно заряженный протон - положительным. Каждый из таких полюсов является отдельной физической частицей, которые можно отделить друг от друга. С магнитами все выглядит намного сложнее, если взять один магнит и разделить его на две части, то мы получи два магнита, имеющие по два полюса. Другими словами, принципиально невозможно физически разделить магнит на два, у которых присутствует только один из полюсов. Озадаченные загадкой свойств магнитов, ученые создавали искусственные системы и упорядоченные кристаллические структуры, которые действуют, как магнитные монополи. В свое время группа физиков-теоретиков и математиков показала, что такое же явление может происходить в молекулярных системах, в том числе и системах естественного происхождения. К таким системам относятся капли сверхтекучей жидкости, размеры которых исчисляются нанометрами. Для описания необычных свойств таких систем было даже введено понятие квазичастицы, получившей название ангулон (angulon), существование которой позволяет объяснить некоторые экспериментальные данные, собранные учеными за последние 20 лет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026