Клік мишкою – і борт номер чотири отримує команду слідувати по прокладеному спеціально для нього маршрутом через гори. Всього під вашим командуванням знаходяться п’ять безпілотників, кожен з яких летить в свій пункт призначення.

Автоматика слухняно виконує накази, можна розслабитися. Але пристрій, що стежить за вашим мозком, бачить, що людина взяла паузу, і, вважаючи, що ви здатні на більше, додає новий літачок в південно-східному кутку карти.

Завдання ПЗ – утримувати розум біомаси в стані потоку, повністю сконцентрованим. Якщо роботи занадто мало і увага слабшає, з’являються нові безпілотники. Якщо «диспетчер» втомлюється, комп’ютер прибирає один літачок.

Система стежить за ступенем завантаження, подаючи світлові імпульси на прифронтальную кору 12 раз в секунду. Кількість світла, яке було поглинуто і віддзеркалено оксигенованим і безкисневим гемоглобіном в крові, дозволяє судити про те, наскільки мозок занурений у процес.

Чим напруженіша робота, тим сильніше кров насичується киснем. Сигнал, який надходить завдяки функціональній спектроскопії в найближчій інфрачервоній області (fNIRS), відповідним чином інтерпретується.

Для проведення експериментів використовується громіздкий агрегат з великою кількістю оптоволоконних кабелів, а до лоба добровольця кріпиться масив світлодіодів. По кабелях «Думки» передаються в пристрій, що перетворює світлові сигнали в електричні.

Слід зауважити, що системи fNIRS далеко не завжди настільки великі. Цього року, наприклад, Софі Пайпер з берлінського медичного інституту Шаріте (ФРН) випробувала портативний пристрій на велосипедистах; до речі, вперше fNIRS використовувалася на вулиці.

Ден Аферган з Університету Тафтса (США) теж не збирається весь час запускати віртуальні літачки в стінах лабораторії. Він має намір портувати свою систему на платформу Google Glass.

Чіп, який можна буде вбудовувати в окуляри доповненої реальності, вже майже готовий. Досить буде надіти спеціальну головний пов’язку. У кінцевому рахунку це буде навігаційна система, що реагує на ступінь уваги водія автомобіля.

Якщо концентрація на високому рівні, Glass дає лише основні інструкції або аудіопідказки. Якщо ж людина розфокусувалася (наприклад, на прямій ділянці дороги), окуляри завантажать його мозок більшою кількістю деталей, тобто змусять зібратися.

Аналогічним чином буде адаптований сервіс пошуку Google Now: він стане давати вказівки тільки в тому випадку, якщо власник пристрою буде готовий їх сприйняти.

До речі, fNIRS стане в нагоді і пілотам. Томас Мюлеманн з Цюріхського університету (Швейцарія) і його колеги провели експеримент з вимірювання рівня кисню в організмі льотчиків при падінні тиску в кабіні.

Це важливо, бо може призвести до втрати свідомості. Мабуть, існує механізм, який негайно реагує на екстремальну ситуацію подачею додаткової крові в мозок, щоб людина залишилася в свідомості і вижила…

Ми знаємо, що завдяки своїй пластичності мозок може адаптуватися під поточні завдання, особливо якщо ці завдання повторюються багато разів: нейронні ланцюги перебудовуються так, щоб діяти якомога ефективніше.

Однак пластичність мозку спрацьовує не тільки при удосконаленні професійних навичок: сильні враження теж можуть у буквальному сенсі залишити свій слід в мозку. Вважається, наприклад, що сильний, постійний стрес в ранньому віці, коли мозок особливо пластичний, здатний проявитися в зрілості. (Тобто відома психологічна концепція про те, що дитячі враження даються нам взнаки все життя, поступово обростає нейробіологічними доказами.)

Але стрес і повторювані професійні завдання – це досить очевидні стимули, так що врешті-решт дослідники задумалися над тим, чи можуть впливати на функціонування і структуру мозку якісь більш тонкі і складні подразники.

Зрозуміло, що одні з найвитонченіших і складних відносяться до естетичної сфери. Власне кажучи, вплив витончених мистецтв (у найширшому сенсі) на людину завжди хвилював вчених і філософів.

Ось, наприклад, не так давно психологи з’ясували, що читання високої літератури сприяє емпатії. Тут можна було б сказати, що залишилося лише дочекатися нейробіологів з їх всемогутньою фМРТ, однак і нейробіологи відносно давно цікавляться такого роду експериментами, які дозволяють зрозуміти, як естетичні переживання впливають на роботу мозку.

Вдалося, зокрема, з’ясувати, що при читанні в мозку активуються деякі спеціальні ділянки, причому реакція на прозу відрізняється від реакції на поезію. Але в більшості таких робіт йдеться про короткочасний ефект від читання, обмежений малою формою творів.

Дослідники з Університету Еморі (США) захотіли з’ясувати, чи залишаються в мозку якісь довготривалі сліди після тривалого безперервного читання. Сказано – зроблено: Грегорі Бернс (Gregory Berns) і його колеги запросили 21 добровольця взяти участь в експерименті і змусили їх протягом 9 днів читати роман Роберта Харріса «Помпеї».

Дослідники пояснюють свій вибір «серйозними оповідальними перевагам книги», в яких є драматизм, напруга тощо. Випробовувані щодня ходили в лабораторію, де у них сканували мозок, після чого їм давали прочитати 30 сторінок з роману.

Учасників експерименту також просили почитати на ніч, а на наступний ранок перевіряли, «засвоїли» чи вони черговий шматок. Саме ж сканування проходило без читання, тобто мозок у цей час не був зайнятий (наскільки це можливо для нашого мозку).

Як пишуть автори роботи в Brain Connectivity, регулярне читання посилювало нейронні зв’язки в лівій скроневій корі, що бере участь в аналізі мови. Дослідники особливо відзначають, що посилення цієї зони спостерігалося навіть у спокійному стані, наступного ранку після вечірнього спілкування з романом і до ранкового сеансу читання.

Автори порівнюють це з м’язовою пам’яттю, коли до м’язів повертається колишня сила, навіть якщо людина довго не тренувався. Крім того, у читачів відзначалося посилення первинної сенсомоторної кори, яка відповідає за відчуття власного тіла. Відомо, що сенсомоторная кора може активуватися не тільки при реальних рухах, але і під дією уяви – тобто коли ми думаємо, наприклад, про велосипедну прогулянку.

У випадку з романом, як вважають автори роботи, відбулося занурення читачів у героя, і дії стародавнього римлянина змушували реагувати цю саму сенсомоторную кору. Виявляється, що вираз «відчути себе в чужій шкурі» в цьому випадку не така вже фігура мови, як може здатися: мозок дійсно може «влізти в шкуру» вигаданого героя.

І, що особливо важливо, всі ці мозкові зміни зберігалися навіть через п’ять днів після того, як роман дочитувати до кінця. А це однозначне свідчення на користь довготривалої дії читання на мозок. Правда, як довго взагалі тримається «ефект роману», поки що загадка, як і те, чи надасть такий вплив на мозок книга з іншими характеристиками – наприклад, без великої кількості сюжетних поворотів, але з насиченим «внутрішнім життям» героя.

Так що питання, чи може хороший стиль надовго вплинути на нейробіологію мозку, поки відкрите.

Ми можемо приймати рішення, ґрунтуючись на моральних чи прагматичних міркуваннях. Причому і ті, й інші можуть стосуватися одного питання.

Наприклад, якщо людина вирішила купити гібридний автомобіль, що саме підштовхнуло її до цього: занепокоєння за стан навколишнього середовища (моральне рішення) або бажання заощадити на паливі (прагматичне рішення)?

Дослідники з Нью-Йоркського університету (США) спробували порівняти між собою два типи рішень. Учасники експерименту повинні були визначитися з тим, як вчинити в декількох ситуаціях: на екрані комп’ютера виникала фраза «чи вважаєте ви, що правильно буде вчинити наступним чином…» або «чи вважаєте ви, що для вас буде добре зробити …».

У першому випадку потрібно було зробити моральний вибір, у другому – зважити власну вигоду. Оціночна шкала починалася з одиниці і закінчувалася сімкою; її початок відповідав абсолютно неправильним або абсолютно невигідним рішенням, а кінець – абсолютно правильним і абсолютно вигідним.

Вслід за цим піддослідним пропонували відповісти на ті ж питання, але тільки в більш загальній формі, тобто «чи вважають вони, що всі люди повинні (або не повинні) чинити наступним чином».

Слід підкреслити, що одна і та ж проблема потрапляла для різних людей в різний контекст, тобто одна людина вирішувала ситуацію з моральної точки зору, а інша оцінювала її чисто практично. Таким чином, експериментатори могли не звернути уваги на специфіку проблеми і розглядати лише психологію рішень.

Виявилося, що рішення, що ґрунтуються на моральних міркуваннях, приймаються набагато швидше і виражені різкіше – найчастіше використовувалися крайні значення шкали, тобто «1» і «7», «абсолютно неправильно» і «абсолютно правильно».

Більше того, моральні міркування охочіше поширювалися і на інших людей, тобто якщо щось комусь здається неправильним, то і для всіх інших це теж повинно бути неправильним. Прагматичні рішення приймалися, навпаки, довше, несли більше відтінків і не мали настільки універсального характеру – людина, приймаючи рішення на основі власної вигоди, начебто дозволяла іншим мати з цього приводу свою думку.

Правда, як пишуть автори дослідження в журналі PLoS ONE, думки учасників експерименту могли сильно змінюватися залежно від того, в якому ключі їх просили відповісти. Тобто одна і та ж проблема могла бути неправильною з моральної точки зору, але вигідною з практичної.

Втім, подвійні стандарти і повсякденне лицемірство навіть з самим собою – звичайна справа в нашому суспільстві, і не потрібно бути дипломованим фахівцем, щоб виявити цей «психологічний феномен».

Ще двадцять років тому вважалося, що у дорослої людини мозок не змінюється, що після переходу з юності в зрілість не те, що нових нервових клітин не утворюється, але навіть зі старими не відбувається ніяких змін (ну, крім того, що вони вмирають), що нервові ланцюжки, одного разу склавшись, залишаються одними і тими ж до самого кінця.

Потім раптом все змінилося.

Вчені побачили, що мозок змінюється увесь час протягом життя, та ще й як: і нові клітини утворюються, і нервові ланцюжки то розпадаються, то складаються заново, перебудовуючи свої синапси. І ці зміни можна спостерігати не тільки на клітинному рівні, а й на рівні великих мозкових зон, які змінюють активність, щільність з’єднань з іншими зонами і т.д.

Фактори, які змінюють мозок, кинулися інтенсивно досліджувати. Одним з таких факторів стали фізичні вправи: пращури, як виявилося, були праві, коли казали, що здоровий дух у здоровому тілі. Вдалося, наприклад, з’ясувати, що фізичні вправи допомагають мозку боротися зі старістю; крім того, дослідники нарешті зрозуміли, чому вправи знімають стрес.

Однак у більшості випадків увагу вчених привертав взаємозв’язок саме між фізичними вправами і станом мозку. При цьому мало хто замислювався, як на мозок впливає малорухливий спосіб життя (і чи впливає взагалі).

Дослідження Патріка Мюллера (Patrick Mueller) і його колег з Університету Уейна в штаті Мічиган (США) – одна з небагатьох робіт на цю тему. Експеримент проводили з щурами: частину тварин саджали в клітку з білячим колесом, в якому вони накручували по три милі за день, частину – в клітку, де тваринам було наказано вести малорухливий, «сидячий» спосіб життя.

Через три місяці дослідники оцінили у щурів стан певної зони нейронів довгастого мозку. Ця зона відповідає за регуляцію дихання і кров’яного тиску, вона командує стінкам судин розслабитися або стиснутися. Саме завдяки ростральній вентролатеральній області тварина може раптово зірватися з місця, якщо виникне загроза нападу: регуляторні нейрони забезпечать належну роботу судин і легенів. (Такі ж функції ця область виконує і у людини, так що тут в якості аналогії можна навести ситуацію, коли ми схоплювалися з місця у відповідь на закличний крик начальства.)

Як пишуть автори роботи в Journal of Comparative Neurology, у щурів, які регулярно бігали, нейрони у вищезгаданій області мозку були такими ж, як і до експерименту. А ось у тих, кого змусили лінуватися, ці ж нейрони виглядали інакше: у них з’явилися додаткові відгалуження.

Чим сильніше гілкуються відростки нейрона, тим більше імпульсів він може зібрати від сусідів. Такі зміни роблять нейрон більш чутливим, він починає реагувати на подразники, на які реагувати не варто. Це призводить до того, що центри регуляції в довгастому мозку виявляються перестимульованими: вони починають завантажувати кровоносні судини командами, і судинні стінки в результаті будуть стискатися і розслаблятися занадто часто, дуже сильно або надмірно слабо (конкретний ефект залежить від конкретних змін в нейронах).

А така поведінка судин – пряма дорога до хвороби серця. Виходить, що малорухливе життя шкодить серцево-судинній системі ще й через те, що модифікує нейронні ланцюги в мозкових синаптичних центрах, керуючих судинами. Проте варто зауважити, що самі автори роботи поки лише констатували зміни в нейронах, а чи позначиться це (і як саме позначиться) на стані серця щурів, потрібно ще перевірити, бажано підкріпивши майбутні результати значною статистикою.

Але, так чи інакше, наше (щуряче) нескінченне сидіння і справді змінює нейроанатомію мозку – і хто знає, може, ці зміни зачіпають також і центри вищої нервової діяльності.

Коли ви заходите на Facebook в дев’ятий раз за 15 хвилин, то, напевно, вам в голову приходить, що «Фейсбук» – це хвороба. Два аспіранта Прінстонського університету (США) вважають це визначення дуже точним. За допомогою простої епідеміологічної моделі вони показали, що використання головної соціальної мережі світу дійсно поширюється подібно інфекції.

Крім того, модель говорить про те, що «Фейсбук», як і колись MySpace, через кілька років очікує різке падіння популярності. Однак деякі дослідники вважають, що аспіранти помиляються з підходом до проблеми.

Немає нічого дивного в тому, що епідеміологічна модель застосовна до такого соціальному явища, як використання веб-сайту. Зрештою, інфекційні захворювання найчастіше поширюються в результаті контакту людини з людиною, то ж їх теж можна вважати соціальними явищами. Водночас інтерес до ідеї або заняття приходить і йде, немов хвороба, – варто тільки занудьгувати.

Джон Каннарелла і Джошуа Спечлер, які вивчають авіа і ракетобудування, стверджують, що розвиток MySpace і Facebook добре описується дуже простою математичною моделлю поширення епідемій (читай, технарі використали епідеміологічний підхід для модулювання гостро соціального явища).

Модель передбачає існування трьох типів людей: «Сприйнятливих» (S), які ще не почали користуватися сайтом соціальної мережі, «Заражених» (I) – таких, що вже відвідують його, і «одужавших» (R), які або припинили використовувати сайт, або відмовилися від нього після першого знайомства.

В міру поширення «хвороби» розміри груп змінюються. Наприклад, оскільки для кожного нового випадку «інфікування» необхідний контакт S і I, кількість S зменшується пропорційно добутку кількості I на кількість S. Кількість I збільшується аналогічним чином, але в той же час несе втрати зі збільшенням кількості R.

Модель ідентична так званій моделі SIR, найпростішій в епідеміології, але дещо все ж таки було додано. У SIR люди видужують самостійно, просто приходячи до тями після застуди, тому в будь-який момент кількість R збільшується пропорційно кількості одних тільки I.

Каннарелла і Спечлер, однак, припустили, що I стає R, лише зіткнувшись з іншим R: ви не припините користуватися соціальною мережею, поки цього не зробить один з ваших друзів (адже ми розглядаємо соціальне явище, вірно?). Тому число R зростає пропорційно добутку кількості I на кількість R. Потім модель перевірили реальними даними.

Популярність MySpace і «Фейсбуку» оцінювалася на підставі показників пошукової системи Google: просто цю інформацію набагато легше отримати, ніж справжні конфіденційні цифри. До того ж таким чином можна точніше визначити число користувачів, тоді як самі соціальні мережі розкривають лише загальну кількість зареєстрованих облікових записів, які зберігаються навіть після того, коли люди втратили до них інтерес.

У підсумку модель чітко відтворила зліт і падіння MySpace: соціальна мережа досягла піку популярності в 2008 році, коли було 75 900 000 унікальних відвідувань на місяць, а до 2011-го кількість користувачів практично зійшла нанівець. Мабуть, схожа доля чекає «Фейсбук»: в останні роки, якщо вірити «Гуглу», популярність цієї соціальної мережі перестала зростати, а з 2012-го почала трохи падати. Отже, чим далі, тим сильніше буде збільшуватися кількість R, які стануть спонукати інших і все активніше відмовлятися від «Фейсбуку», і, відповідно до моделі, десь в 2015-2017 роках соціальна мережа втратить 80% своїх користувачів.

Але фахівець з математичного моделювання епідемій Маріса Ейзенберг з Мічиганського університету (США) просить не поспішати з продажем вашого пакету акцій «Фейсбуку». За її словами, модель SIR настільки проста, що здатна передбачити тільки одне: повільно або швидко, але епідемія (чи популярність соціальної мережі) в кінцевому рахунку зійде нанівець.

Фахівець вважає, що свідчення цієї моделі слід було б порівняти з даними інших версій, які враховують можливість появи повторних вогнищ епідемії (того, що деякі R знову стануть I). Результати дослідження доступні на сайті arXiv.org.