Срочные новости раздела
Нейробиологи заглянули в мозг современных физиков в поисках темной материи

Нейробиологи заглянули в мозг современных физиков в поисках темной материи

При помощи функциональной магнитно-резонансной томографии исследователи выяснили, как в мозге представлены абстрактные физические концепции — такие как фермион, гравитация или темная материя. Вне зависимости от родного языка, культуры или места обучения одни и те же концепции оказались очень похоже организованы у всех испытуемых.

© SpeedKingz

Стремясь описать поведение материи и энергии во всех масштабах пространства и времени, современные физики погружаются в невидимые и неинтуитивные субатомные, квантовые или космологические области. Но как их мозг справляется с абстрактными концепциями, которые невозможно увидеть и ощутить?

Чтобы это выяснить, ученые из департамента психологии Университета Карнеги — Меллон изучили активность мозга 10 своих коллег с физического факультета. В процессе эксперимента физиков просили думать об основных свойствах одной из 45 абстрактных физических концепций, связанных с материей и энергией. В список вошли как понятия из классической физики — такие как «скорость», «электрическое поле» или «прецессия», так и постклассические концепции — «бозон», «античастица», «квазар» и другие.

Работу мозга испытуемых фиксировали при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) — метода, который позволяет косвенно судить об уровне активности различных регионов. Сравнивая паттерны активации, полученные для разных концепций, исследователи выяснили, как мозг организует абстрактные научные понятия.

Ученые выявили четыре основных фактора, определяющие профиль активации мозга, связанный с определенной концепций. Во-первых, ее измеримость или неизмеримость: сигнал фМРТ для ускорения, крутящего момента, частоты или длины волны (измеримые понятия) сильнее всего отличается от сигнала для темной материи, дуальности, космологии и мультивселенной (неизмеримые). Во-вторых, сложность математической формулировки понятия: по этому показателю коммутатор, лагранжиан и гамильтониан сильно превосходят звуковые волны или квазары, для описания и интуитивного понимания которых формулы не строго необходимы.

В-третьих, связанность с повторяющимися систематическими изменениями, характерная, например, для концепций волновой функции, света, радиоволн, гамма-лучей и когерентности. Наконец, еще один фактор, определяющий паттерн активации для определенного понятия, — его принадлежность к классической физике. Оказалась также важна длина слова, обозначающего концепцию.

Обнаруженные факторы ученые использовали для предсказания активности мозга, связанной с определенным понятием. Для этого независимую группу экспертов попросили присвоить каждому понятию оценки от 1 до 7 по каждому из факторов, которые затем использовали для построения модели. Точность предсказания составила 69-70%, что значимо выше 50% — уровня точности, который означал бы, что модель выдает случайный результат.

Интересно, что представление в мозге одних и тех же концепций было очень похоже у разных испытуемых, хотя они обучались в разных университетах, выросли в разных культурах и говорили на разных языках.

Статья опубликована в журнале npj Science of Learning   Источник: naked-science.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Биологи из МГУ имени М. В. Ломоносова выяснили, как эволюция щупальцевого аппарата морских брахиопод отразилась на строении их нервной системы. Похожий орган, предполагают исследователи, мог быть у
подробнее...

Палеонтологи обнаружили древнюю птицу со столь же удивительным хвостом, что у райской птицы. Никогда прежде у ископаемых птиц не находили такого сочетания рулевых перьев.
подробнее...

Ученые выяснили, с помощью какого белка паразитические бактерии из рода Phytoplasma контролируют рост растений и замедляют их старение, превращая тех в «зомби».Phytoplasma в клетке флоэмы растения©
подробнее...

Исследователи из Университета Монпелье (Франция) и Университета Питтсбурга (США) тестируют новые методы лечения, сочетающие бактериофаги с антибиотиками, которые мы используем в настоящее время, для
подробнее...

Ученые посадили мышей, больных раком, на диету с разным содержанием хлорида натрия, а затем проверяли различия в росте опухоли. Как выяснилось, у грызунов, потреблявших больше соли, наблюдалось
подробнее...

Ученые из Музея естественной истории в Лондоне, Бирмингемского университета, Университетского колледжа Лондона, Университета Сиди Мохамеда бен Абделлаха в Фесе (Марокко) и Цюрихского университета
подробнее...

Ученым-физикам впервые за всю историю науки удалось создать вихревой атомарный луч, своего рода закрученный «торнадо» из атомов и молекул, обладающий некоторыми удивительными квантовыми свойствами,
подробнее...

Постоянная тонкой структуры примерно в 10 раз превышает ее нормальное значение в материале, называемом квантовым спиновым льдом,- пишет sciencenews.org.  Новый расчет намекает, что квантовый спиновый
подробнее...

Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в эксперименте с крысами показали, что черный чай в дозе, эквивалентной одной чашке чая обычной заварки, полностью предотвращает
подробнее...

Международная команда исследователей проанализировала звуки орангутанов в естественной среде обитания и пришла к выводу, что общепринятая теория возникновения человеческого языка может быть ошибочной.
подробнее...

Новое исследование, проведенное палеонтологами из Университета Саутгемптона (Великобритания), предполагает, что кости, найденные на британском острове Уайт, принадлежат двум новым видам спинозавридов,
подробнее...

Биомеханическое моделирование показало, что двуногие динозавры из группы терапод при ходьбе покачивали хвостом. Движения хвоста позволяли им компенсировать вращательный момент тела и тратить на 18 %
подробнее...

Всем нам порой кажется, что погода и ее составляющие — температура, атмосферное давление, влажность воздуха и прочее — усугубляют переносимость боли или даже вызывают ее, например мигрень или
подробнее...

Международная научная группа во главе с исследователями из Сколтеха и IBM создала чрезвычайно энергоэффективный оптический переключатель, который мог бы заменить электронные транзисторы в новом
подробнее...

Авторы нового исследования  обнаружили  мобильный генетический элемент, который, однажды оказавшись в новой хромосоме, привел к тому, что человекообразные обезьяны лишились хвоста. Предположительно,
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

Неожиданный вывод об аномальных конформационных состояниях молекул ДНК на поверхности заряженных мономолекулярных пленок и их фундаментальных отличиях от строго периодической конформации двойной
подробнее...

 РИА Новости. Австрийские ученые выяснили, что вирус SARS-CoV-2 вызывает уникальный ответ иммунной системы человека. В крови пациентов с COVID -19 присутствует отчетливый набор иммунологических
подробнее...