Дин Буономано - Мозг – повелитель времени

• Название: Мозг – повелитель времени
• Автор: Дин Буономано
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-04-095335-6

Где хранятся наши воспоминания и можно ли предвидеть будущее? Человеческий мозг совершенно по-особому относится ко времени, отсюда и шестое чувство, и ощущение быстротечности и стремительности жизни. Как это работает, выяснил известный американский нейробиолог Дин Буономано с помощью результатов революционных исследований. Как же наш мозг ощущает и считывает время? Что такое чувство времени? Как связано оно с распознаванием речи и музыки? Можно ли на самом деле путешествовать во времени? Ответы – в этом бестселлере серии «Большая наука».

---

12

Ivry and Schlerf, 2008.

13

Dudai and Carruthers, 2005; Tulving, 2005; Schacter and Addis, 2007; Schacter et al., 2007.

14

От англ. present – настоящее и eternal – вечное. – Прим. ред.

15

Большинство физиков и философов соглашаются с тем, что создание машины времени станет серьезным аргументом против презентизма. В данном контексте я в основном хочу подчеркнуть, что путешествия во времени (точнее, замкнутые кривые времени в системе пространство-время) несовместимы с той формулировкой концепции презентизма, которую я использую. Однако есть неочевидные случаи. Например, можно утверждать, что замкнутое время, в котором настоящее замыкается петлей само на себя, совместимо и с концепцией презентизма, и с некоторой формой путешествия в прошлое (однако, вообще говоря, под путешествием во времени мы подразумеваем не это). Но в целом, как подчеркивал философ Майкл Локвуд, «Путешествие во времени и общепринятый взгляд на время… просто не совмещаются. Сама идея путешествий во времени имеет смысл только в контексте безвременного подхода» (Lockwood, 2005). Обратите внимание, что Локвуд использует термины временно́й (tensed) и безвременно́й (tensless или untensed) в том же смысле, как я использую термины презентизм и этернализм.

16

Цитируется в соответствии с книгой Davies, 1995, 253. См. также Smart, 1964.

17

Перевод В. Краснянской и М. Томс. – Прим. перев.

18

Weyl, 1949/2009.

19

Герман Минковский (1864–1909) – немецкий математик, предложивший модель единого четырехмерного пространства-времени. – Прим. ред.

20

Einstein, 1905.

21

Перевод К. Морозовой.

22

Фантастический рассказ американского писателя Вашингтона Ирвин-га, написанный в 1819 году. – Прим. перев.

23

Кажется, до «Машины времени» было написано три книги о путешествиях во времени, включая новеллу «El Anacronópete» испанского писателя Энрике Гаспара. Я должен подчеркнуть, что мои познания в литературе весьма ограничены, и я, безусловно, знаю далеко не все литературные произведения о путешествиях во времени. Поэтому, вполне вероятно, что эта тема находила отражение в литературе и до конца XIX в.

24

Даже если прошлое и будущее столь же реальны, как настоящее, и законы физики априори не запрещают перемещений во времени, они все же могут делать невозможным практическое воплощение таких перемещений: Стивен Хокинг называл это ограничение «защищенностью хронологии». О возможности перемещений во времени и физике этих перемещений написано множество превосходных научно-популярных книг, в том числе: Davies, 1995; Thorne, 1995; Carroll, 2010; Davies, 2012.

25

Спагеттификация (или эффект лапши) – растяжение объектов в сильном неоднородном гравитационном поле. – Прим. перев.

26

Dennett, 1991, 177; Clark, 2013.

27

Henderson et al., 2006.

28

Tulving, 2005.

29

Hume, 1739/2000, 116.

30

Földiák, 1991; Wiskott and Sejnowski, 2002; DiCarlo and Cox, 2007.

31

При обсуждении классического условного рефлекса следует упомянуть одно исключение. У людей и других животных может возникнуть отвращение к пище, если после еды – даже спустя много часов – они заболевают (Buonomano, 2011).

32

Pinker, 2014.

33

Fraps, 2014.

34

Существует некая асимметрия в пользу клиента. Если я получаю 21 очко, я сразу выигрываю, даже если у банкующего тоже 21 очко. Конечно, вероятность получить именно 21 очко меньше, чем получить любую большую сумму. Я уже писал об этом в предыдущей книге (Buonomano, 2011).

35

Beaulieu et al., 1992; Shepherd, 1998; Herculano-Houzel, 2009.

36

Здесь я немного упрощаю ситуацию. В мозге есть несколько связей и синапсов, которые напрямую контролируются генами, однако, скорее всего, сила большинства синапсов коры определяется правилами синаптического обучения и опытом.

37

Вот несколько статей, в которых впервые описывалась модель пластичности, зависимой от времени импульса: Debanne et al., 1994; Markram et al., 1997; Bi and Poo, 1998. Однако в работах 1980-х гг. уже высказывались аналогичные идеи (Levy and Steward, 1983). На практике существует несколько версий правила STDP. Но в целом степень потенциации или депрессии в каждом конкретном случае может сильно изменяться, и обычно несимметричным образом: степень потенциации и депрессии различна при одинаковом абсолютном значении интервала (Abbott and Nelson, 2000; Karmarkar et al., 2002).

38

Жорж-Пьер Сёра (1859–1891) – французский художник постимпрессионист. – Прим. ред.

39

Meijer and Robbers, 2014.

40

Pierce et al., 1986.

41

Routtenberg and Kuznesof, 1967; Morrow et al., 1997; Gutierrez, 2013.

42

Актограмма (от лат. аctus – движение, и греч. gramma – запись) – графическая запись двигательной активности. – Прим. ред.

43

Vitaterna et al., 1994.

44

Welsh et al., 1986; Herzog et al., 2004.

45

James, 1890. О лабораторных экспериментах по изучению самопроизвольного пробуждения см. Moorcroft et al., 1997; Born et al., 1999; Ikeda et al., 2014.

46

http://www.nytimes.com/1989/05/17/us/isolation-researcher-loses-track-of-time-in-cave.html. San Francisco Chronicle. Она провела в одиночестве в пещере 111 дней (декабрь 1988); http://www.telegraph.co.uk/news/obituaries/science-obituaries/6216073/ Maurizio-Montalbini.html.

47

Aschoff, 1985. См. также Czeisler et al., 1980; Lavie, 2001.

48

Ralph et al., 1990; Weaver, 1998.

49

Johnson et al., 1998; Ouyang et al., 1998. См. также Summa and Turek, 2015.

50

Nikaido and Johnson, 2000; Sharma, 2003; Rosbash, 2009. Одно из доказательств в пользу того, что ранней движущей силой эволюции циркадных часов была оптимизация ритма клеточного деления с целью минимизации пагубного влияния УФ-излучения, заключается в наличии у насекомых светочувствительного сенсора криптохрома, подчиняющегося циркадному ритму. Этот белок имеет высокий уровень гомологии с ферментом, ответственным за репарацию повреждений ДНК, полученных под воздействием УФ-излучения.

51

Konopka and Benzer, 1971. Замечательное научно-популярное описание истории изучения циркадных часов: Reddy et al., 1984; Weiner, 1999.

52

Reddy et al., 1984. Этот же ген был независимым образом идентифицирован еще в одной лаборатории (Bargiello et al., 1984).

53

Эктотермными являются те организмы, которые получают тепло из внешней среды, эндотермными – те, которые вырабатывают тепло сами и потому способны поддерживать температуру тела на одном и том же уровне. Если речь идет о животном мире, то их также называют холоднокровными и теплокровными организмами. – Прим. ред.

54

Кроме того, что компенсация колебаний температуры может происходить за счет чувствительных к температуре химических реакций (Smolen et al., 2004), она также может зависеть от изменений связывающей активности специфических аминокислотных остатков в белках при разной температуре (Hussain et al., 2014).

55

У дрозофил имеется лишь один вариант гена Period, а у млекопитающих их как минимум три.

56

Colwell, 2011.

57

Davidson et al., 2006.

58

Jones et al., 1999; Toh et al., 2001; Jones et al., 2013.

59

Knutsson, 2003; Kivimäki et al., 2011.

60

Summa and Turek, 2015.

61

Sharma, 2003.

62

Aschoff, 1985.

63

Множество фактов подтверждают независимость циркадных ритмов от способности определять интервалы времени в диапазоне секунд. Вот некоторые из них. Мутации генов циркадного ритма не обязательно затрагивают способность определять секундные интервалы времени (Cordes and Gallistel, 2008; Papachristos et al., 2011). Замедление циркадного ритма у человека (влекущее за собой изменение оценки часового периода) не влияет на способность решать задачи, связанные с определением временных интервалов в диапазоне секунд (Aschoff, 1985). Повреждения ЦНС, сильно изменяющие циркадный ритм, не влияют на определение временных интервалов (Lewis et al., 2003). Некоторые данные показывают, что ген Period влияет на способность дрозофил контролировать длительность брачных песен (Kyriacou and Hall, 1980), однако эти результаты не всегда воспроизводятся (Stern, 2014) и не согласуются с нашим пониманием механизмов циркадных ритмов. Впрочем, хотя и маловероятно, но возможно, что гены циркадных ритмов могут напрямую влиять на другие аспекты функции нейронов, важные для определения времени в более коротком диапазоне. См. также Golombek et al., 2014.

64

Foster and Wulff, 2005; Loh et al., 2010.

65

Инфрадианные ритмы – это ритмы, периодичность повторения которых превышает длительность суток, т. е. один цикл ритма повторяется реже, чем раз в сутки. К таким ритмам относятся, например, менструальные циклы. – Прим. ред.