как вычислить объем мозга

Как вычислить объем мозга

«А в результате прочтения Тургенева много людей покончило с собой и у кого-то из них не родился второй Гитлер. А ещё решилась проблема перенаселения. Тургенев захламил курс образования большим количеством художественной литературы, и множество бездарных людей пошло в филологию и литературу, а не засоряют реальную науку имитацией научной деятельности.»
——————————————-
в отличие от моего оценки ваша все таки выглядит натянута.

«До тех пор говорить о важности вклада бесполезно.»
___________________________________________________
ну раз мы не можем оценить по вашему, значит мы и не можем утверждать, что масса мозга как то влияет на гениальность, равно как и обратное.

«Но можно исследовать мозг сегодня применительно к определённой функции.»
—————————————————————
как вы не поймете, что мотивация и жизненная установка намного важнее и ДАСТ БОЛЬШИЙ РЕЗУЛЬТАТ в какой либо деятельности, чем даже ваша одаренная функция без соответствующей мотивации.

Не получится никакого счастливого общества по Савельеву, где каждый будет заниматься тем к чему он приспособлен в соответствии с его усиленным томографом:

1. потому что может быть так, что у многих людей нет вообще какой то выраженной доминанты в мозге
2. даже при наличии не выраженных способностей в какой то деятельности, но при осознании важности для человека этой деятельности он будет ей заниматься несмотря на свой не развитый отдел мозга. Например я не вижу в себе гениальных способностей в математике и не схватываю все на лету когда читаю разделы школьной программы, но при этом не перестаю ей заниматься, т.к. осознаю её важность.
3. да и вообще утверждение о том, что якобы достаточно повысить разрешение томографа и мы можем предсказывать у кого какие способности на мой взгляд звучит голословно.

Савельева интересно послушать, но если относиться по серьёзному к его словам там много спорного, что подлежит проверки, и содержательный ответ могут дать только такие же нейробиологи, специалисты в своих областях, но так как видных нейробиологов здесь нет то и возразить то ему некому. Но с теми биологами, с которыми я общался относятся к некоторым его утверждениям скептически.

К тому же он сам где то утверждал, что он выявлял эту корреляцию между размером мозга, всего то на экземплярах не более 50 шт. Поэтому его статистическая значимость очень сомнительна.

Источник

Есть ли разница, какой мозг вам достался?

Мозг известного русского писателя Тургенева весил 2012 граммов. Мозг не менее известного французского писателя Анатоля Франса весил чуть больше килограмма, а мозг английского писателя Артура Конан Дойла весил всего лишь 800 граммов. Значит ли это, что Тургенев был в два раза умнее Франса и в 2,5 раза талантливее Конан Дойла?

Миф о том, что ум и интеллект зависят от размеров мозга, — один из самых стойких и неистребимых. Мерилом умственных способностей испокон веку был размер лба.

Узколобый — это значит тупой, недалекий, неразвитый.

Семи пядей во лбу, напротив — мудрец, мыслитель, гений.

Пядь, вообще-то, — это 18 сантиметров. Семь пядей — метр двадцать. Представьте себе человека с таким лбом.

В начале XIX века народная мудрость о семи пядях во лбу неожиданно получила мощную научную поддержку. Австрийский врач Франц Галль создал первую в истории псевдонауку — френологию. По Галлю, выходило, что интеллектуальные способности зависят от формы черепной коробки.

Френология была очень популярна в России, но у себя на родине, в Пруссии, Галль подвергся резкой критике коллег. И вынужден был сбежать во Францию. Там Галль несколько раз опрометчиво высказался по поводу недостаточно вместительной черепной коробки Наполеона и в результате лишился права «проповедовать» свое учение в Париже.

Говорят, что Наполеон в конце жизни главной своей заслугой считал запрет теории Галля, а не поход в Россию.

В реальности, конечно, размер головы имеет значение только при покупке шапки. Ну, или для примерки короны.

В тридцатые годы в Советском Союзе был целый институт, возглавляемый ученым-мозговедом Владимиром Михайловичем Бехтеревым, который пытался доказать, что мозги одаренных людей отличаются от мозга людей обычных. А уж мозг супергения и сверхчеловека Ленина с ними со всеми рядом не стоял… То есть не лежал… Точнее, не плавал в формалине.

Сначала Бехтерев надеялся найти зависимость между весом мозга и интеллектом. Но тот самый эталонный образец, ради которого в 1924 году при Московском институте мозга была создана специальная лаборатория, не дотягивал по весу даже до среднестатистического (мозг Ленина весил всего лишь 1340 граммов при мужской норме кило четыреста). И тогда Бехтерев поставил перед своими сотрудниками задачу найти хоть какие-то отличия в строении мозга обычных людей, талантливых и гениев.

Для сравнительного анализа при поиске гениальности в сером веществе покойного вождя мирового пролетариата в Институте мозга была собственная небольшая коллекция образцов разных мозгов. В основном упокоившихся лидеров партии и правительства, а также доставшиеся от бесхозных трупов.

Но и ее не хватило.

В 1927 году академик Бехтерев предложил советскому правительству создать Пантеон Мозга с целью «увековечивания памяти выдающихся деятелей», а также для «всестороннего изучения особенностей строения мозга выдающихся людей и сопоставление с особенностями… их одаренности».

По злой иронии судьбы, первым экспонатом Пантеона Мозга стал мозг самого академика Бехтерева.

К 1934 году Пантеон уже владел мозгами Клары Цеткин, академиков Луначарского, Гулевича и Покровского, поэтов Маяковского, Белого и Багрицкого, писателя Горького, режиссера Станиславского и даже певца Леонида Собинова.

Но вот найти между ними какие-то различия, а главное, доказать, что мозг вождя мирового пролетариата по строению чем-то отличается от мозга оперного певца, ученые не смогли, как ни старались.

На самом деле мудрость и интеллект зависят не от размера головного мозга. И даже не от количества нервных клеток. Оно у всех людей одинаково. Каждый человек при рождении получает примерно 86 миллиардов нейронов, и это количество не меняется до конца жизни. Зато по мере развития, обучения и познания у людей увеличивается количество связей между нейронами.

Каждый раз, когда мы узнаем что-то новое, например, что вода мокрая, сахар сладкий, а сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы, возникает новая нейронная связь — синапс. У одного нейрона может быть от 1 до 10 тысяч связей с другими нейронами.

Чем больше мы узнаем, тем больше синапсов образуется. Вот от них-то, точнее от их количества, наш ум и зависит.

Получается, что стартовые условия у нас у всех одинаковые. А вот с каким интеллектуальным багажом мы приходим к финишу — зависит только от нас самих, от нашей лени или от нашей любознательности.

При рождении вес мозга ребенка составляет примерно 300 граммов. Человек растет, и мозг растет вместе с ним, занимая 95% процентов объема черепной коробки. К 18 годам мозг достигает своего максимального веса.

Мозг среднестатистического человека весит от одного до двух килограммов.

Мужские мозги тяжелее женских в среднем на 125 граммов.

Говорят, из-за того, что у женщин уменьшены центры, отвечающие за логику. Все врут.

Кстати, самый тяжелый мозг за всю историю исследовательской медицины был зафиксирован у одного пациента психиатрической клиники. Он весил 2 килограмма 850 граммов. Мозг признанного гения всех времен и народов Альберта Эйнштейна весил всего лишь 1230 граммов.

А у Луи Пастера вообще было только одно полушарие.

Короче говоря, то, какого размера мозг вам достался, не имеет никакого значения. Но это не значит, что врожденные характеристики мозга не имеют значения. Имеют. И еще какое. Прочитайте об этом в главе «Есть ли у мозга совесть?».

Если стартовые условия у всех одинаковые и от размера мозга ничего не зависит, почему тогда одни люди умнее других?

Потому что одни ухаживают за мозгом, загружают его работой, каждый день «кормят» его новой информацией, занимаются его обучением, а другим просто лень, или они пока еще не знают, что мозг очень любит учиться. Чем больше мы узнаем, тем больше нейронных связей образуется. Чем больше мы используем мозг для решения новых задач, тем умнее становимся. Почитайте об этом в главе «Как сделать мозг еще умнее?».

А как же врожденные способности? Есть ли у мозга врожденная специализация?

Врожденные способности и таланты — это отдельная тема отдельной главы. Она так и называется: «Где у мозга призвание?».

«То, что вы делаете и чему учитесь на протяжении жизни, влияет на форму и вид вашего мозга — иными словами, меняет его «проводку». У разных людей разные отделы мозга развиваются в различной степени. Нет даже двух человек, у которых одинаковая информация хранилась бы в мозге в одних и тех же местах. Человек обладает многими видами интеллекта, большинство из которых невозможно оценить при помощи IQ-тестов».

Источник

Какой объем займет информация, необходимая для оцифровки вашего мозга?

Мозг человека часто называют самой сложной структурой из известных и теперь, с появлением новой самой подробной трехмерной модели фрагмента коры головного мозга человека, опубликованной командой Google AI, у нас появилась еще одна возможность чуть глубже проникнуть в устройство этого невероятного шедевра биологической эволюции и заодно немного поспекулировать на тему вопроса из заголовка.

Первого июня подразделение поисковика, занимающееся разработками в области искусственного интеллекта, опубликовало в своем блоге релиз самой подробной на данный момент трехмерной структуры одного кубического миллиметра коры головного мозга человека, содержащего около 50 000 нейронов и 130 миллионов нервных соединений — синапсов.

Показаны различные клеточные структуры выделенные в результате обработки микрофотографий. Источник: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.05.29.446289v1.full

Сначала исследователи из Гарварда нарезали один кубический миллиметр ткани мозга на 5300 слоев толщиной всего 30 нанометров и получили изображение каждого слоя с помощью супер-скоростного сканирующего электронного микроскопа MultiSEM 505/506 с разрешением в 4 нанометра или одной 250-тысячной доли миллиметра, всего получилось 255 миллионов изображений или примерно по 48 тысяч на один слой. Ниже показана сшивка изображения одного слоя, объем данных которого около 300 гигабайт.

Источник: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.05.29.446289v1.full

На видео ниже склейка и сегментация получившихся изображений.

Затем команда Google AI создала из всего этого добра огромную трехмерную модель, объемом 1400 терабайта (1,4 петабайта), для чего потребовалась работа уже искусственных нейросетей, использующих для вычислений тысячи тензорных процессоров Cloud TPU.

Ферма тензорных процессоров Cloud TPU Pod, развивающая вычислительную мощность около 10^17 операций в секунду(1000 петафлопс). Источник: https://cloud.google.com/blog/products/ai-machine-learning/google-breaks-ai-performance-records-in-mlperf-with-worlds-fastest-training-supercomputer

Полученная модель содержит разметку не только разных типов нейронов и вспомогательных структур таких, как микроглия и кровеносные сосуды, но также 130 миллионов аксонов и дендритов каждого нейрона и ко всему прочему находится в открытом доступе (https://h01-dot-neuroglancer-demo.appspot.com/#!gs://h01-release/assets/library_state.json) так, что теперь любой желающий может насладиться путешествием в один кубический миллиметр этого завораживающего микрокосма. Хотя слово космос, на мой взгляд, тут не очень подходит, ведь по сравнению с многообразием и сложностью структур коры головного мозга, космос — это как пустыня по сравнению с джунглями.

Скриншот из онлайн браузера, предоставляющего доступ к модели (https://h01-dot-neuroglancer-demo.appspot.com/#!gs://h01-release/assets/library_state.json)

И в завершение небольшая арифметическая спекуляция на тему оцифровки сознания. Допустим, что для оцифровки сознания будет требоваться создание подобной 3д карты всех клеток мозга человека и связей между ними.

Посчитаем, очень грубо, необходимый объем памяти для его оцифровки. Дано: модель одного кубического миллиметра занимает 1,4 петабайта, средний объем головного мозга человека около 1260 кубических сантиметров, округлим в меньшую сторону до 1000, что равно миллиону кубических миллиметров. Тогда полная модель мозга будет занимать 1 400 000 = 1,4*10^6 петабайт.

Для хранения этой информации потребуется 1,4*10^6*500 = 750 миллионов жёстких дисков объемом 2 терабайта. Один такой жёсткий диск в форм-факторе 3,5 дюйма по физическому объему занимает примерно 380 кубических сантиметров. Получим, что объем массива жёстких дисков, требующийся для записи модели всего мозга будет занимать примерно равен 1,4*500*380 = 266 000 кубических метров пространства.

Для представления сколько это места, вспомните Ever Given — то огромное судно, заблокировавшее Суэцкий канал, оно вмещает около 20 тысяч контейнеров, каждый объемом около 70 кубометров что составляет 1 400 000 кубических метров. И если забить этот контейнеровоз жесткими дисками, без учета упаковок, то этого количества хватило бы на 5 таких наборов данных.

Источник

Как узнать вес своего мозга

Люди часто задаются странными вопросами просто из любопытства. Один из таких в том, сколько весит голова человека? Особенно интересным этот вопрос становится от того, что ее нельзя просто так взять и взвесить, не отделяя от туловища. Это невозможно, так как основную массу держит шея, и вес будет далек от настоящего.

Варианты вычисления веса головы

Методом вычислений точно определить, сколько весит голова, невозможно, но приблизительно подсчитать можно. Существует несколько методов, большинство из которых заключаются в изначальном измерении объема части тела:

Результаты взвешиваний и подсчетов

Хотя свою собственную конечность взвесить отдельно от тела невозможно, ученые измеряли, сколько весит голова мертвого человека. Оказалось, что у людей очень разные по размеру. Соответственно, и по весу тоже отличаются головы. Маленькая может весить 3.5 кг, а большая — свыше 6.3.

Поскольку мозг у любого человека весит в приделах 1.5 кг, вполне вероятно, что большая голова означает более крупного, а не более умного представителя. Дополнительный вес может образовываться из-за крупного черепа, мышц, необходимых для его поддержания, и других жидкостей.

Определение размера головы

Если вопрос веса головы несет скорее теоретический характер, то определение размера может пригодиться при покупке головного убора. Сложность заключается в том, что голова не идеально круглой формы, а разной окружности на каждом участке.

Для измерения размера понадобится сантиметровая лента. Если ее под рукой нет, можно воспользоваться любой полоской ткани или бумаги (главное, чтоб она не растягивалась), а полученное расстояние измерить линейкой.

Для замера человек должен сидеть ровно, не наклоняя голову. Ленту располагают горизонтально, параллельно полу. Она должна проходить на 2 см выше бровей по лобной части, над ушами (или по их кончикам) и по самой выступающей части затылка. Не нужно сильно затягивать измерительную ленту, но и с напуском тоже не стоит. Чтоб получить еще более точный размер, можно измерить обхват немного выше и ниже изначального места, затем вычислить средний результат.

Таблицы размеров головы

При покупке головного убора больше пригодится не обхват головы, а ее размер в международной системе. Самым маленьким обхватом принято считать 54 см, а самым большим — 65.

На протяжении взросления у человека значительно меняется размер. Для наглядности, приведем таблицу размера головы по возрасту для мальчика до 16 лет:

Самый активный рост головы происходит в первые 3 месяца жизни и продолжается до года. От увеличения объема будет зависеть, сколько весит голова. Дальнейшее увеличение не так стремительно.

«А в результате прочтения Тургенева много людей покончило с собой и у кого-то из них не родился второй Гитлер. А ещё решилась проблема перенаселения. Тургенев захламил курс образования большим количеством художественной литературы, и множество бездарных людей пошло в филологию и литературу, а не засоряют реальную науку имитацией научной деятельности.»
——————————————-
в отличие от моего оценки ваша все таки выглядит натянута.

«До тех пор говорить о важности вклада бесполезно.»
___________________________________________________
ну раз мы не можем оценить по вашему, значит мы и не можем утверждать, что масса мозга как то влияет на гениальность, равно как и обратное.

«Но можно исследовать мозг сегодня применительно к определённой функции.»
—————————————————————
как вы не поймете, что мотивация и жизненная установка намного важнее и ДАСТ БОЛЬШИЙ РЕЗУЛЬТАТ в какой либо деятельности, чем даже ваша одаренная функция без соответствующей мотивации.

Не получится никакого счастливого общества по Савельеву, где каждый будет заниматься тем к чему он приспособлен в соответствии с его усиленным томографом:

1. потому что может быть так, что у многих людей нет вообще какой то выраженной доминанты в мозге
2. даже при наличии не выраженных способностей в какой то деятельности, но при осознании важности для человека этой деятельности он будет ей заниматься несмотря на свой не развитый отдел мозга. Например я не вижу в себе гениальных способностей в математике и не схватываю все на лету когда читаю разделы школьной программы, но при этом не перестаю ей заниматься, т.к. осознаю её важность.
3. да и вообще утверждение о том, что якобы достаточно повысить разрешение томографа и мы можем предсказывать у кого какие способности на мой взгляд звучит голословно.

Савельева интересно послушать, но если относиться по серьёзному к его словам там много спорного, что подлежит проверки, и содержательный ответ могут дать только такие же нейробиологи, специалисты в своих областях, но так как видных нейробиологов здесь нет то и возразить то ему некому. Но с теми биологами, с которыми я общался относятся к некоторым его утверждениям скептически.

К тому же он сам где то утверждал, что он выявлял эту корреляцию между размером мозга, всего то на экземплярах не более 50 шт. Поэтому его статистическая значимость очень сомнительна.

Сразу помечу, я не невролог и не нейрохирург, просто врач по образованию. Поэтому углубленного рассмотрения темы от меня ждать не приходится. Однако базовые знания по вопросу имею.

Вес, это объем и плотность. Плотность известна довольно точно— мозг состоит из воды, в основном, но можно уточнить и получить объемное распределение плотности, теми же методами, что и размеры. Для определения, с точностью до долей мм, размеров мозга, вернее координат различных его структур, в медицине чаще всего применяют различные варианты (компьютерной) томографии, наверное слышали. Так как томограммы, это набор сечений, то восстановление по ним объемной конфигурации и, тем более, общего объема, задача очевидная.

Применяют и другие виды томографий, самые разнообразные варианты ультразвукового исследования, измерение (комплексного) электрического сопротивления (реография), рентгенографию с введением в кровеносные сосуды и/или желудочки мозга рентгеноконтрастного вещества. И многое, многое другое.

По томограммам делают 3-D модели мозга (не вообще, а конкретного) с помощью 3-D принтера. Статья была в сети, может быть на мембране? Или в «В мире науке»? А может где-то ещё, не помню точно.

Не надо думать, что исследования морфологии живого мозга — это достижения исключительно компьютерной эры. Ещё в 50-е годы достаточно массово (десятки тысяч за 50-80 годы) умели проводить стереотаксические операции, т.е. вводить в глубинные структуры мозга зонды (электроды, коагуляторы и т.п.) с точностью позиционирования около миллиметра, без всяких компьютеров. А первые стереотаксическе аппараты появились ещё в XIX веке.Вот эти две картинки дают представление о предмете, обе сделаны в 70-е годы, если не раньше.

Математические расчеты во время операции.

Криозонд (жидкий азот) введён.

Картинки из монографии «КАНДЕЛЬ Э. И. Функциональная и стереотаксическая нейрохирургия/ АМН СССР.—М.: Медицина, 1981,368 с, ил.»

Между прочим, во время стереотаксических операций наркоз не применяют. Пациент находится в полном сознании, хирурги с ним разговаривают. Мозг сам по себе не чувствует боли.

Теперь, думаю, понятно, что «приблизительно, с точностью до 1%» не в стат. исследованиях даже, а на конкретном живом и бодро разговаривающем мозге, верный этому мозгу кирдык. Ведь размеры нейронных структур, куда нужно попасть, составляют единицы милиметров.

Понятно, что сейчас в стереотаксисе огромный прогресс, что радует, конечно, но и некоторую задумчивость тоже вызывает.Ведь стереотаксическии операции можно проводит быстро, массово, в амбулаторных условиях, и «не дырявя череп», т.е. бескровно.Насчет последнего пункта. Это не страшилка из голливудского триллера. Я слышал, краем уха, что в 80-е где-то в Горьковской (Нижегородской) области делалась соответствующая разработка. Принцип довольно простой: ФАР (фазированная антенная решетка) из ультразвуковых излучателей (УЗИ). Т.е. одновременно прибор и диагностический (снятие томограммы, определение координат цели) и, н-да, лечебный — если сфокусировать УЗИ в одной точке, можно получить самый разный эффект, от стимуляции нейронных центров, до их уничтожения. Тогда вроде не особенно хорошо выходило, технологии были не ах. Сейчас девайс можно дома собрать. Главный компоненты — ФАР УЗИ, ПО управляющего компьютера, конечно. Ну и пустячок, методики :-).

Источник