NeuroScience pro Geeky

Neuroscience pro geeky 27. Mozky homosexuálů

18. srpna 2016 v 5:31 | Petr
Téma týkající se jakékoliv menšiny je dnes velice ožehavá věc, proto bych rád už na začátku použil příklad "jak vidím věci já". Tedy měli jsme na základce spolužáka, který se narodil bez ruky - prostě z místa kde lidi mají loket mu rostl znetvořený prst a dál už nic. A teď ty otázky : Je tento fakt důvodem takového člověka jakkoliv diskriminovat nebo jím pohrdat ? NE !! Je takový člověk zcela normální a zdravý NE !! Je důvod takového pokoušet se takového člověka člověka nějak "léčit" ? NE !! Je důvod si takového člověka nevážit : NE !! Máme si takového člověka vážit - pokud nedodržuje společenská pravidla - spí třidkát týdně pokaždé s někým jiným atd. ? NE !!

Analogie je jasná ?

Takže žijeme v podivné době - není to ještě tak dávno, co církev předávala homosexuály "civilní moci" ( katovi ) aby z nich jejich "hříšnou volbu" vyhnal žhavým železem. Pak jistou dobu platilo něco jako moje analogie - homosexualita ( ale i pohlaví ) jako "vrozená věc". A dneska jsme opět v době kdy nejen homosexualita, ale dokonce ani pohlaví není věc biologicky daná, ale dle dněšních "genderových specialistů" je lidem vnucená tlakem okolí ( patrně ten tlak "lisuje" penisy, dělohy, vaječníky a tak vůbec ). Komická je, jako v mnoha jiných "moderních" věcech, ta asymetrie. Tedy "zlí muži" vznikají tak nějak "sami od sebe" ale trpící ženy vznikají pod jejich tlakem - jakože si raději zvolí ženské pohlaví, aby měly klid ? Tak nějak podobně - "vlastní volbou" vznikají dle "pohlavních teoretiků" i homosexuálové.

OK - jak je to tedy doopravdy - inženýři od elektra to dávno znají - jsou procesory - Mikrokontroléry - třeba v lednici nebo pračce, které mají "program" pevně zadrátovaný uvnitř. Jakmile pračku pustíte "okamžitě ví co dělat" ale nic jiného než prát neumí. Pak jsou procesory - Počítače - které po zapnutí jsou totálně k ničemu a musí sáhodlouze "bootovat" tedy do prázdného PC nahrávat software z nějakého paměťového média mimo samotné čipy - z pevného disku třeba.

Přesně stejně je to v přírodě : od prvních mozků po plazy - jsou mozky "zadrátované" jako mikrokontroléry. Žralok se vylíhne z vajíčka ( u vejcorodých žraloků ) a je zcela hotový 100% naprogamovaný, kromě menší velikosti přesně odpovídající svým dospělým rodičům. Druhý extrém člověk, který v dnešní době 26 i více let "bootuje" než odstartuje do života. Ba dokonce můžeme říci že roční dítě je daleko "hloupější" než roční opice - přestože nakonec člověk předežene všechny. A přechod mezí "zadrátovanými" a "bootujícími" mozky je někde na hranici Plazi / Ptáci - přitom samozřejmě musíme vzít v úvahu, že tento přechod je plynulý - tedy kolibřík s mozkem jak zrnko rýže nedosahuje schopnosti učit se jako vrány, nebo velcí papouši.

Pak tu máme otázku struktury - Mikrokontroléry se typ od typu hardwarově liší a často mají hardware přizpůsobený úloze. Naopak velké procesory jsou uniformně stejné a jejich "přizpůsobení úloze" se liší softwarem, který "nabootovaly". Pak je tady ta věc, kterou jsme v "Neurovědách" prošli relativně povrchně, že vyspělé mozky se skládají z mozkové kůry, která "bootuje" a z hlubšich struktur "po dinosaurech", ktere jsou naprogramované už při narození. Z hlediska struktury je to tak jak očekáváte - mozková kůra je uniformně stejná - 6 vrstev neruronů ať zpracovává obraz, zvuk, nebo řídí osobnost, naopak "hlubši struktury" staršího mozku jsou i svojí konstrukcí přizpůsobené úloze a místo od místa odlišné.

Tento jednoduchý fakt však má jasný, společensky nepopulární důsledek - věci, které se učí mozková kůra si můžeme daleko lépe vlastní vůlí nebo "tlakem okolí" zvolit. Třeba jaký bude náš mateřský jazyk je dáno tím, jakou řečí na nás mluví naše matky - jakýkoliv jazyk je stejně dobrý jako kterýkoliv jiný. Ale třeba už hraní na hudební nástroj - je jiná věc. Každý se to může naučít na základní "vrzací" úrovni, ale pokud váš mozek ( z důvodů, které nejsou dodnes úplně jasné ) nepracuje dobře s výškou a rytmem tónů - je vaše cesta do filharmónie uzavřena.
Aby byla věc ještě složitejší - obvykle nové struktury které "se učí" časem převezmou vládu nad starými strukturami mozku, které si "podřídí". Příklad : celá motorická kůra mozková "jak jsme ji brali", Jsou ale výjimky, kdy staré struktury mozku řídí ty nové. Příklad - retikulární formace, kterou jsme popisovali jako "systém přerušení" v mozku. A druhý příklad "limbický systém", který řídí ( i ) sex, přitom je natvrdo zadrátovaný a nerad se přizpůsobuje.

OK takže Limbický systém, který je předem naprogramovaný a jeho funkce je daná jeho strukturou řídí ( do jisté míry ) mozkovou kůru. Neboli ( sexisticky řečeno ) na pokyn z limbického systému udělá mozková kůra ženy v shopping parku možné - nemožné, aby si vybrala takový outfit, kterému budoucí "sexuální kořist" nebude moci odolat. A teď si představte, že jsme u homosexuálů pomocí CT a magnetické rezonance objevili v jejich limbickém systému strukturální komponenty limbických systémů druhého pohlaví. Navíc mozek je paralelní stroj - to jest pokud nějaká činnost ( jízda na kole, nebo vztahy k některému z pohlaví ) má více modalit - zrakovou, sluchovou, emoční, řečovou, motorickou - musí se každá natrénovat zvlášť, protože každá má své centrum, které musí navázat spolupráci s ostatními centry pro stejnou činnost. Můžete mít přečtené všechny knihy o sexu, nebo stabilitě jezdce na kole, ale pokud si to nenacvičíte - stejně spadnete. Ergo pokud něčí mozek obsahuje prvek druhého pohlaví - ostatní komponenty "vědí, že jedna z nich je jiná", což je zdrojem komplikací když se takové komponenty učí a "srůstají" v rámci jednoho mozku.

To samozřejmě vysvětluje mnohé. U hetrosexuální populace a zejména u mužů je sexualita naprosto uniformní, evolučně dokonale optimalizovaná, táhnoucí se až ke 200 miliónů let starým hlodavcům, kteří strachem z dinosaurů vycházeli ( a sexovali ) jedině v noci. Na druhé straně "člověk = žena" neboli společný embryonální - pohlavně nerozlišený - základ je daleko blíže ženským strukturám, takže jakékoliv odchylky od sexuálního "standardu" jsou častější u mužů, kteří musí ze společného ( ženského ) základu "vzniknout" a při tom dochází k chybám. Jednoduchý avšak nepřesný příklad : embrya bez mužského pohlavního chromozomu Y se narodí jako ženy postižené svérázným spektrem typických odchylek a chorob ( například herečka Aťka Janoušková alias "hlas včelky Máji" ). Naopak život embrya bez ženského chromozomu X, jen s mužským chromozomem Y není možný a skončí potratem.

U sexuálních menšin je jejich pohlavní identita řízena komponenty obou pohlaví, jejichž existenci v mozku můžeme považovat za prokázanou. V jejich mozcích není žádná optimalizovaná uniformita - "co mozek to originál". Z toho též vyplývá že jednotlivé komponenty si musí daleko komplikovaněji "sedat" - čehož odrazem bývá složité mládí těchto lidí. Z toho též vyplývá, že ( ať LGBTQ aktivisti tvrdí cokoliv ) zůstává v jejich hlavách nepatrné "napětí" mezi částmi mozku řídícími sexualitu. S tímto napětím se někteří vyrovnají, jiní "mají svědění", které je nutí dělat různé věci, které mají toto "svědění" umenšit. Třeba vymáhat si od veřejnosti uznání - "že jsme normální" ..... "že jsme NAPROSTO normální" ...... "že jsme NORMÁLNĚJŠÍ než vy"..... "že jsme NEJNORMÁLNĚJŠÍ v celé galaxii" !!!! Aniž by si uvědomovali, že ani opakované "anoooo" ze strany unavené většiny - jejich vnitřní "nesoulady" nijak nezmenší.

Přitom je třeba výslovně zmínit, že příroda nepracuje v lidských "morálních" pojmech. Napětí v mozcích homosexuálů tedy nejsou "výčitky svědomí" ani "trest za hřích". Vzhledem k tomu, že celé velké oblasti lidské sexuality nejsou napojeny na systém osobnost / vědomí / vůle / řeč můžeme dokonce odhadovat, že u mnoha homosexuálů zůstává jejich "napětí" a "svědění" mimo schopnost daného člověka tyto věci srozumitelně vysvětlit. S "napětím" souvisí i další vlastnosti homosexuálů jako je "neklid" navenek se projevující jako sklon k nevěrám a promiskuitě, tendence ventilovat napětí uměním, společenským životem, politickým aktivismem a taky pestrost LGBTQ spektra, protože každý člověk z této komunity má poněkud jiné sexuální potřeby i jiný osud, podle toho jak jeho mozek "srůstal" a jak nakonec srostl.

Tolik tedy k programovatelné a neprogramovatelné části mozku. Zbývá otázka jestli je homosexualita nějak přínosná : parně ano, protože společnost skládající se z miliard identických "klonů" má tendenci být nestabilní. Rozhodně bychom ale lidem neměli utínat ruku v lokti jen proto, aby se aktivisti bez ruky cítili "nejvíce normální v celé galaxii". A hlavně - až vám nějaký idiot bude vykládat, že pohlaví, nebo sexuální orientace je věcí volby, nebo společenského (ú)tlaku - prozkoumejte bedlivě jak moc on sám je na nože s vlastní sexuální identitou a jestli si náhodou nelže do kapsy.

Neuroscience pro Geeky 26. Nespat !!!

24. září 2015 v 5:20 | Petr
U nás v regionu se narodil a za bolševika tu léta žil "osamělý mořeplavec" Richard Konkolski. Představte si, když si někdo sám postaví námořní jachtu, a pak - bolševiku navzdory - vyhraje celou řadu jachetních závodů. Takového člověka musí totalita náležitě zbuzerovat - takže Konkolski potřeboval "pro komunistické ČSTV" nějaké štemply a jeden z nich bylo "potvrzení o absolvování jazykového kursu". Ač plynně hovořící, se vydal do ostravské "Jazykovky", kde bavil spolužáky tím, že bezchybnou angličtinou, přiváděl - kuňkající můru převlečenou za učitelku - k šílenství. Pak ovšem "čeho bylo moc - toho bylo příliš" - takže v roce 1982 Konkolski nalodil na jachtu kotvící ve Štětíně i svou rodinu a pápá - odplul do USA, kde žije dodnes.

Ptáte se jak to souvisí se spánkem ? Jedním ze "spolužáků v jazykovce" byl můj otec - který odtud nosil neuvěřitelné historky a taky autorem podepsané knížky. Prakticky každá lekce - kuňkající můře navzdory - se změnila v besedu o námořním jachtingu a jednou z otázek, které mě už jako děcko velice zaujaly byla - "jak spíte" ? Tedy ne ve stylu : "v pyžamu a bos", ale na konci 70. let nebyly námořní jachty kevlarem obalené, solárem hnané, WWW servery, které svojí GPSkou změřenou pozici reportují co minutu přes satelit na Twitter. Ergo pokud mořeplavec příliš věřil tehdejším primitivním "automatickým kormidelníkům" a usnul na příliš dlouho - mohlo to být i navždy.

Takže jak si myslíte, že to "osamělí mořeplavci" dělají ? Nebo jak to dělají hlídací psi, nebo jak to dělají srnky v lese, aby se neprobudily už sežrané ? Všichni tito savci to dělají stejně - podle toho jak dlouho si mohou dovolit usnout - spí tak dlouho "jak lze" což může být od několika desítek sekund po 1-2 hodiny - a pak následuje tomu odpovídající období bdění, po kterém opět následuje - z pohledu "normálního člověka" - extrémně kratičký spánek a tak dále stále dokola.

Mimořádný případ jsou stěhovaví ptáci a vodní savci, kteří by ve spánku havarovali / utopili se - ti de-facto úplně nespí nikdy, neboť u nich spí vždy jen jedna mozková polokoule. Připadá vám to jako něco příšerného ? Je známo že Leonardo da Vinci - zcela dobrovolně spal 4x denně 15 minut, přitom se dožil na svou dobu obdivuhodných 67 let.

Je tedy jasné, že spí všichní živí tvorové, ale není spánek jako spánek - spánek dravce na vrcholu potravní pyramidy je něco jiného, než spánek jeho kořisti. Jasné ? Jak tedy nespat když je to potřeba ? Myslíte, že Konkolski jezdil zfetovaný Red Bullem, až mu nevstřebaný kofein dělal na kůži bílé obrazce ? Nikoliv - člověk jako - superpredátor - prošel všemi předchozími vývojovými stadii a umí, když je to potřeba, aktivovat režim spánku odpovídající spánku některých býložravců.

Touto informací vybaven se mi stala ta věc, že v prvním ročníku medicíny, mě mamá opustila směr USA a oznámila, že se vrátí za "půl roku až pět let" - což mi dalo prostor experimentovat na svém těle. Jeden z experimentů bylo přísné vegetariánství - dnes by se řeklo - veganství, kterýžto jsem hladce přežil a druhý byl - režim spánku "alá Leonardo" který se mi taky osvědčil.

Takže jak jsem to dělal ? Odpoledne po příchodu z přednášek jsem okamžitě ulehl do postele a spal půl hodiny. Pak jsem se probudil - kolem 17.00 a až do 22.00 jsem se flákal po Brně, nebo po bytě. Pak jsem ulehl opět a spal další půl hodiny. přibližně ve 23.00 jsem se začal učit a učil jsem se do 4.00, kdy jsem ulehl, spal hodinu. a pak vyrazil do školy. Připadá vám to příšerné ? Z počátku bylo období 17 - 22 mátožným se potloukáním od ničeho k ničemu, ale za pár týdnů najednou tento režim zcela sám "naskočil". Nečinilo mi problém upadnout do velice hlubokého spánku a po 30 minutách se spontánně, bez budíku, okamžitě vzbudít do plné bdělosti.
Tento režim samozřejmě není příliš kompatibilní s normálním fungováním v lidské společnosti, takže návratem mé mamá ( bohužel ) vzal za své. Nícméně něco jako tréning "rychlého vzbuzení" mi vydržel velice dlouho - ještě před pár lety jsem jej využíval na "noční ambulanci".

Zbývá jenom vysvětlit věc fyziologicky - žirafa spí 2-3 hodiny denně rozděleně do několika porci - my umíme spát jako žirafa. Pricnip je v tom, že ve spánku se střídají různé spánkové fáze, které jsou detailně popsány pro lidský spánek délky 8 hodin. Pokud potřebujeme spát v mnoha kratičkých úsecích - organismus zkracuje na minimum ty fáze spánku, které v daném okamžiku nepotřebuje a naopak zachová - v rámci možností - trvání těch fází, které se mu nedostávají.

Ale co bych se smolil se psaním ZDE to někdo detailně zpracoval, včetně režimů, které se nápadně podobají tomu mému. Spaní v krátkých intervalech zkoušeli vojáci, NASA a mnozí další a opravdu to funguje, přestože smutně připouštějí že to "nevede ke zvýšení kreativity" - k nastudování desítek tisíc latinských anatomických pojmů - během tří semestrů - to stačilo.

Úplně před samým koncem tedy návod :
  1. Pokud budete vědět, že budete potřebovat "šidit spaní" dělejte tak s dostatečným předstihem - ideální je měsíc.
  2. Nepoužívejte stimulancia ( kofein, kokain, pervitin atd...) vedou jen k "bdění s tupou hlavou". Pokud to bez nich nelze - rozdělte běžnou dávku do více porcí a dejte si ji PŘED spaním.
  3. Začněte odpoledním šlofíkem a postupně směřujte k systému typu 3 - 5 hodin práce, půl hodiny šlofíka, půl hodiny na jídlo a pití a tak stále dokola.
  4. Po skončení "náročného období" se raději vraťte k normálnímu systému spánku a bdění, ale na druhé straně v Japonsku je "inemuri" tedy krátký spánek v práci zcela běžný a "manažéry" vítaný - patrně vědí proč, i vy nakonec můžete 1-2 šlofíky ponechat.
Tolik tedy dnešní lekce, která výjiměčně nesměřovala k tomu "jak přepsat mozek do AVR assembleru", ale spíše k tomu jak na takovou činnost získat čas.

Neuroscience pro Geeky 25. Kung-Fu za tři pětky.

3. září 2015 v 5:38 | Petr
Sedím si takhle ráno na ( porcelánové ) míse - což je základ mého způsobu práce s informacemi, neb při tlačení mě napadne přes 90% netriviálních věcí - a najednou je to tu. Neboli přemýšlím o tom jak bratranec - vyznavač asijských bojových umění - pohrdá "západním způsobem myšlení" - a taky to, že to pohdrání nemusí být úplně od věci a taky, že asijské bajky o "proudění energie Qi" vesmírem a vaším tělem nemusí být úplné blbosti.

Tedy jak vypadá "západní styl myšlení" - stáhnete si formulář HCHKRDTN.3.2.19 a vyplníte si "scorecard" pak vše podtrhnete a sečtete a "pravda se zjeví v červeném políčku". Kde je tam myšlení ? Taky nevím, ale nepochybně tam někde bude skryto, když jsme ti "vůdci globální civilizace" - ne ?

Jak vypadá výchoní styl myšlení - tedy vemme si Kung-fu film na obehrané videokazetě. Lumpi unesou mladému muži nevěstu, a ještě mu dají na budku. Potom muž dlouho a bolestivě trénuje kung-fu až dá na budku všem kolem. Pak narazí na "mistra SiFu", který vypadá jako stařec nad hrobem - a ten mu natluče hubu ještě více než původní gauneři - a pak od něj dostane dlouhatánskou přednášku o "duchovním rozměru Kung-fu" - a po dalším, dlouhém a bolestivém tréningu - konečně rozbije huby všem gaunerům, vybojuje nevěstu zpět, aby "žili šťastně až do smrti".... JASNÉ ? Je třeba ješte pokračovat dále ?

Ve 25. lekci neurověd asi není - ale přece jenom pár odstavců pro veřejnost, která netuši vo co go. Tedy - vysvětlovali jsme opakovaně, že mozek je opravdu masivně paralelní stroj - každý předmět, každé slovo, každá myšlenka, každý pohyb má svou nepatrnou oblast, která se v mozku specializuje na danou věc - její rozpoznání ve zraku, zachycení sluchem, prorozumění řečí - statisíce drobných počítačů, které hlídají jen to svoje.

Pak ale je tu ten paradox, že "malinkatého pejska" spolu s "mourovatou kočičkou" hledají v zorném poli dvě mozkové oblasti paralelně, ale "výkonný systém" nemůže fungovat paralelně - protože buď se jde vlevo, nebo vpravo, nebo rovně, nikdy ne všechny tři možnosti najednou. Paradoxně "sériová periferie" našeho mozku je i vědomí, protože když vyplňujeme tabulku HCHKRDTN.3.2.19 musíme to dělat políčko po políčku, dokud se "pravda nezjeví".


Takže pokud chcete dělat něco opravdu dobře a rychle - musíte "nechat vědomí stranou", ale ne tak stranou, že myslíte na něco úplně jiného než co se děje a vaše vědomí se staví do cesty "paralelně sériovému převodníku" pohybů vašeho podvědomí. Proto je celý tréning bojových umění vždy dvoufázový - nejprve natvrdo nacvičujete jednotlivé pohyby až získáte 100% do mozku vryté pohybové automatismy. A pak nacvičujete "relaxaci a řízení toku energie Qi" - aby zájem vašeho vědomí byl nenápadně odveden poněkud bokem a přemýšlení o : "teď musím kopnout" zbytečně nezpomalovalo vaše reakce.

Taky proto "mistr SiFu" popisuje své vnitřní stavy jako že "je mimo své tělo a pozoruje jak ruce a nohy kopou samy" - podobně popisují situaci třeba i řidiči při autonehodě - ve stylu "trvalo to nekonečně dlouho, točil jsem volantem a před očima mi běžel celý život".

Jaké je tedy poučení z dnešní pohádky ?
  • V okamžiku kdy vás něco napadne - třeba při kadění na míse - je celá idea už dávno hotová a promyšlená paralelními strukturami mozku - mimo vědomí.
  • Vědět neznamená umět - pokud má určitá věc více "modalit" vizuální, sluchovou, pohybovou - je třeba každou natrénovat extra, a potom všechny dohromady - nestačí číst jak to dělali jiní.
  • Pokud je nouze o čas - vědomí svou sériovostí a pomalostí akorát překáží.
  • A moje soukromá rada z předchozího vyplývající - než začnete vyplňovat tabulku HCHKRDTN.3.2.19 zvažte, zda "dvoufázový přístup" - tedy nejprve nacpání hlavy informacemi a pak zaměstnání vědomí tlačením, ráno na hajzlíku, nakonec nepřinese lepší výsledek než "pravda z červeného políčka"
Jasné ?

Neurověda pro Geeky 24. Gama moto-neuron.

21. května 2015 v 5:54 | Petr
První věta je jako obvykle o tom jak "všechno se vším tak nějak souvisí" - takže když jsme minule psal o Anti Wind-up procedurách v robotech - hned druhý den, při kadění na záchodě, mě napadlo - zmínil jsem někde v blogu GAMA-MOTONEURONY ??? A nakonec ani já osobně, ani můj oblíbený Bing, ani fízl Google mém blogu o Gama-moto-neuronech nic nenašly.

Tedy stručné opáčko : Od primitivních medůz po dinosaury fungovalo žízení pohybu takto : někde v nervové zauzlině daného zvířátka byly obrovské nervové buňky, zvané ALFA-MOTONEURONY - jejich axony dráždí rovnou sval, a na jejich tělech a výběžcích se sbíhá celý systém řízení pohybu daného zvířete. První zvířata měly řízení pohybu velice primitivní - ve stylu jednoduchého reflexu kdy podráždění vlevo vedlo ke svalové kontraci vpravo - což automaticky, bez nároku na veliký datový procesing zajisitlo, že dané zvířátko uhnulo dráždivému podnětu.

Příroda nikdy neopouští osvědčený hardware a software - takže tento druh motoriky funguje dodnes i u lidí pod jménem "flexorové reflexy" - strčte ruku do pece a uvidíte jak je teto reflexní oblouku vzniklý u korálů a medůz - dodnes užitečný a rychlý.

Pak ale bylo nutno se hýbat složiteji a tak jednoduchý reflexní oblouk "flexorového reflexu" dostal nadřízené velení, které ovlivňovalo obě jeho složky - jak senzorický neuron, který přivádí signál do nervové zauzliny tak alfa-motoneuron, který vede výkonný signál ven. S tím jak se rozvíjel mozek - každá část živoščišného mozku si vždy podřídila motorický systém tím, že "nastavovala hodnoty" pohybu pro nižší systém.


Takhle to fungovalo až k primitivním dinosaurům - kde matička příroda zjistila, že kaskádové řízení starých motorických struktur novými - je příliš pomalé, a proto u vyspělých dinosaurů, ptáků a savcu vznikl - "pyramidový systém" - v mozkové kůře jsou velké neurony tvaru pyramid, které svým axonem dráždí rovnou ALFA-MOTONEURON v míše. Příroda nikdy neopouští starý hardware, ani software, proto celá "stará motorika" zůstala zachována a funkční a pání doktoři ji nazývají "extra-pyramidový systém" - otrocky přeloženo "mimo-pyramidový" systém.


Tedy pyramidový systém se hýbe rychle avšak hrubě a "nešetří svaly ani kostru" - naopak extra-pyramidový systém hlídá - maximální svalové napětí, polohu končetin a kloubů - aby se "nevykloubily" - maximální rychlost pohybu (aby švihem neodletěla i ruka) a vůbec celkově "uhlazuje" pohyby nařízené pyramidovým systémem.

Potud jasné a potud to vše už zde na blogu bylo - ale teď se dostáváme ke GAMA-MOTONEURONŮM. Takže vo co go ? V neurologických učebnicích najdete velice složité popisy , ale pohled z technické stránky věc vysvětluje daleko lépe, protože v našisch strojích jsme došli ke stejné věci jako matička příroda. Vtip je v tom, že alfa-motoneurony vysílají do svalu akční potenciály - kde každý impuls (akční potenciál) zanená lehký záškub, a každá série ipmulsů zanamená kontrakci svalu spojenou s pohybem. Ačkoliv se to nezdá - je matička příroda v otázce řízení pohybu stejně "slepá" jako robotik s motorem z čínské hračky. Tedy dá se obecně říci čím více impulzů z alfa-motoneuronu - tím větší kontrakce, ale nějakou příliš lineární závíslost, mezi frekvencí impusů a velkostí kontrakce natožpak velikostí pohybu - tam nehledejte.

Aby byla situace ještě zapeklitější i v další věci připomínají svaly elektrický motorek - to jest impulsy vedou ke kontrakci, ta zvyšuje svalové napětí - tím vzniká síla, která uvádí tělo v pohyb. Robotik u robota netuší jestli proud 100mA robotem pohne nebo ne a jakou rychlostí, protože nezná odpor vnějšího prostředí - kupodivu u zvířátek je to stejné. Takže u robotů je dobré (nutné) mít snímače otáček a u zvířátek je dobré (nutné) mít systém GAMA-MOTONEURONŮ.


Takže 99% svalových vláken řídí alfa-motoneurony, ale v každém svalu jsou tu a tam snopečky svalových vláken které řídí gama-motoneuron. Navíc tyto snopečky jsou obaleny senzitivními nervovými zakončeními, které vedou informaci zpět do míchy. Senzitivní nervová zakončení dovedou vyhodnotit rozdíl mezi napětím snopečků inervovaných gama-motoneuronem a mezi napětím okolního svalu inervovaného alfa-motoneuronem - víc nezvládají, ale i to stačí.

Protože svalová vlákna inervovaná gama motoneurony jsou jinak zcela stejná jako vlákna inervovaná alfa-motoneurony - je technikům princip už jasný. Gama motoneurony řídí tak nepatrnou část svalu, že to nestačí na žádný pohyb svalem - jediné k čemu je to dobré je že drobně varízují se svalovým napětím nahoru a dolů a tím pomocí senzitivních neuronů "měří" stav svalových vláken kolem, o kterých by jinak organismus neměl šajn. Celý tento systém je tak flexibilní, že stejný hardware měří dokonce více veličin - existují "statické gama neurony" měřící svalové napěti, pak "dynamické gama neurony" měřící zkrácení a prodloužení svalu a v rámci celého systému se vyskytují i "senzitivní vlákna typu II" která dávají informace o poloze svalu.

Takže pohyb svalu je hrubě nelineární a závisí na spoustě faktorů od polohy a napětí svalu, přes odpor okolí, po jeho metabolický stav a únavu, ale díky gama-motorickému systému má extrapyramidový systém dokonalé informace o pohybu, délce a napětí každého svalu, proto si ráno odpočatí - nevypíchnete zubním kartáčkem oko - a ani večer vám ve zvedání kartáčku nemusí pomáhat paní Kubáčová (zatím). Jasné ?

Zbývá už jenom tradiční rada pro blondýny - pokud chcete vyzkoušet pohyb bez (části) extrapyramidového systému - ožerte se jak zákon káže - to přechodně "otráví" mozeček, který je celý založen na "inhibici motoriky" - tedy brání ve "zbytečných pohybech". A vskutku - bez mozečku se budete po Stodolní motat - volná jako motýl. Nebo jako můra ? Za případné znásilnění a okradení však nenesu zodpovědnost, protože jsem vás na tuto možnost tímto předem upozornil !!

Neurověda pro Geeky 23. Kdy bude mozek 3x rychlejší ?

17. dubna 2014 v 5:49 | Petr
Z jistých důvodů, které se snad odhalí v některém z příštích blogů jsem opět studoval nejaké článečky o mozcích, které jsem zakončil touto blábolivou přednáškou v obtížně srozumitelné denglish. Při té příležitosti jsem opět přemýšlel a napado mě - v počítačích jsme na technolgickém konci a patrně na jednotku plochy čipu současnými technologiemi nevecpeme (o moc) více výpočetního výkonu. Jak je na tom matička příroda ? Dá se uvažovat o tom že se do hlavy vejde ještě další výpočetní výkon ?

Takže nejprve opáčko - zvířátka zpracovávají informace pomocí impulsů zvaných Akční potenciály, které se po nervech šíří maximální rychlostí kolem 5 m/sec a jejich maximální frekvence je něco přes 1 KHz, protože však mozek má 1011 neuronů, které pracují všechny paralelně i prochlastaný mozek "Ostravaka z ubytovny" hravě strčí do kapsy i superpočítače. Poud byste to nevěděli - zde jsem sepsal pro Jirku Išu seriál, ten jej však ještě neobjevil, tak si jej přečtěte alespoň vy.

Kolem roku 1890 se objevilo kino a od začátku byla otázka jak rychle se mají obrázky promítat, aby se v hlavě spojily v plynulý pohyb. Nakonec se zvykem ustálila frekvence 24 obrázků za sekundu, ale před promítačkou rotuje clona, která každý obrázek promítne 2x takže vlastně není jasné jestli na plátně je 24 nebo 48 obr/sec. V každém případě s prvními animovanými filmy se přišlo na to, že pokud by se obrázky plynule prolínaly (což tehdy nebylo možné) stačilo by okolo 6 obrázků / sec, což dodnes využívají animátorři, kteří kreslí kolem 6 "key frames" za sekundu a zbytek prostě jenom hrubě interpolují mezi nimi.

Pak tu máme I.P. Pavlova a B.F Skinnera, kteří v první polovině 20 století experimentovali s psy, kočkami, ptáky, krysami, kteří mají mozky (přibližně) 10x menší, na které blikali různými frekvencemi a pouštěli jim filmy s různě vloženými políčky s "podněty" - a světe div se tam kde člověku stačí 24 obrázků za sekundu, nebo 6 prolínajících se tam pes potřebuje kolem 100 obrázků za sekundu a ještě 60 prolínajících se je schopen od sebe odlišit. Takže zatímco vy vidíte "Ordinaci v růžové zahradě" pěkně plynně - váš chlupatý miláček vidí blikotající obrazovku asi jako stroboskop na diskotéce - hrůza ne ?

Pak tu máme úplnou modernu - to jest elektrofyziolgické výzkumy u hmyzu - který má mozek asi 100 000 krát menší než člověk, ale přesto je schopen vnímat až 600 jednotlivých obrázků za sekundu.

Zvláštní ne ? Čím menší mozek tím pracuje rychlejí ? Problém je že kde hmyz vidí flek odrážející polarizované světlo tam pes vidí flekatou stěnu místnosti, tam vy vidíte reprodukci obrazu Mony Lisy zvané La Gioconda namalované Leonardem da Vincim v roce 1506. Takže problém je v tom, že velké mozky znamenají mnoho datového procesingu - což znamená menší "obnovovací frekvenci" - což nápadně připoníná "Kubáčův zákon relativity", který říká
jelikož nám s rostoucím mozkem klesá rychlost zpracování informací - je jasné, že faktor "PENÍZE" který v této rovnici vyjadřuje jak moc se příroda snaží dělat mozky efektivně - je konstatní.


To se samozřejmě snadno řekne, ale pořád bystě mě mohli obvinit, ze to je čirá spekulace. Proto si ukážeme mozky, které na jednotku hmoty jsou výrazně pomalejší než savci ptáci (nebo hmyz). Chobotnice, olihně a sépie mají ambice být stejně inteligentní jako obratlovci, přestože to jsou jen "blbí měkkýši" - Příbuzní zahradních šneků. Jakožto vysoce vyspělí tvorové mají mozek a oči téměř jako obratlovci, ale jakožto měkkýši nemají myelinizované neurony, to znamená, že rychlost šíření nervových impulsů u nich je max 0.5 metrů za sec - průměrně 10x pomalejší než u obratlovců. Přesto nemají malinkatá tělíčka jako hmyz (kde je jedno jestli se vzruch šíří od hlavy k ocasu 100 nebo 10 usec). Jak takovou situaci řešit ?

Aby byli hlavonožci přiměřeně rychlí - mají "giant neurons" a "giant axons" tedy obrovské neurony s obrovskými axony - což alespoň částečně zvyšuje rychlost šíření nervových impulsů. Pokud byste ctěli vědět co to znamená v tomto kontextu "giant" - tak obvyklý průměr savčích axonů je jeden mikrometr - největší průměr axonů u olihně je až jeden milimetr. Jasné ?

Co z toho lze usoudit - pokud někdy vznikne člověk verze 2.0 - bude daleko inteligentnější než jsme my za cenu toho že nám bude zdát směšně pomalý - jako lenochod. Psi mají taky srandu z toho že nedovedeme chytit tenisák do huby v letu a co teprve mouchy, když se je snažíme plácnout...

Zbývá už jenom oblíbená rada pro blondýny - parasympatikus, který ovládá erekci stejně jako sympatikus, který spouští orgasmus a ejakulaci - jsou součástí vegetativního nervového systému a jako takové jsou založeny na nemyelinizovaných neuronech. Takže pokud vám "jde hlavně o TO" nemusíte se s rychlostí nervů příliš stresovat.

Neurověda pro geeky 22. Quo usque tandem ?

19. září 2013 v 5:14 | Petr
Seriál o neurovědách považuju za uzavřenou věc, nicméně občas se dostanu na Internetu na tak zajímavé místo a k tak zajímavému článku, že prostě nelze než napsat další díl.

Tedy Quo usque tandem - je fráze klasických latiníků pocházející z Ciceronova projevu proti Catilinovi v Ŕímském senátu roku 68 před naším letopočtem a otrocky přeloženo to znamnená "Jak ještě dlouho ?" Tedy mozek jsme probrali a "jak ještě dlouho bude dědek otravovat ?". Nikoliv - narazil jsem na článek o pokusu simulovat lidskou mozkovou kůru superpočítačem.

Tedy pro ty, kterým se nechce číst slovensky - superpočítač - v (té) době 4 v TOP 500 tedy počítač v RIKEN - což je institut pro počítačové vědy v Kobe v Japonsku, který má 705 000 výpočetních jader, z nich bylo použito 82 944, a 1,4 miliónu Gigabyte RAM. Tento počítač simuloval 1% lidské mozkové kůry
Vtip je v tom, že simuloval 1 sekundu lidské mozkové aktivity a trvalo mu to 40 minut. Takže počty počty počty - pokud 1 sekunda 1% kůry trvá 40 minut neboli 2400 sekund - zdá se že mozek má jětě pořád 100 * 2400 = 240 000 násobný náskok před počítači. Řekněme, že simulace - jako každá emulace jednoho hardwaru jiným způsobí ztrátu - ať něžeru - 99% výpočetního výkonu - ale pořád vychází, že mozek by byl 2400x rychlejší pokud by počítač použil veškerá jádra - ještě stále by mozek byl téměř 250x rychlejší - a to při váze 1.5 kilogramu a příkonu 25 wattů - umí ta příroda vyrobit hardware ne ?

Pokud pozužijeme přibližné propočty pracovalo 83 000 jader ze 705 000 po dobu 2400 sekund a počítač má celkem příkon 12,6 MW - takže to mi vychází na 3,6 GJ bylo použito pro simulaci 1% z 25 Joule (mozek za jednu sekundu).
Z energetického hlediska tedy vychází že mozek je 1,42 * 1010 krát efektivnější než počítač. Pokud bereme že Moorův zákon bude platit neustále a "energetická efektivita" počítačů by se zdvojnásobovala každých 18 měsíců zbývá nám ještě 50,59 roku do doby než počítače poskytnou - za stejnou energii - stejný výpočetní výkon jako mozek. A pokud bychom počítali těch 99% proplýtvaných na režii simulace tak nám do prvního křemíkového mozku chybí 40,6 let.

Takže odpověď na "Quo usque tandem" je 40,6 let do doby než počítač bude chytřejší než blonďaté celebrity.

P.S. jako obvykle si vyhrazuju právo na 2-3 aritmetické chyby - nicméně i tak tento vývoj pro Geeky znamená, že si s počítačem pokecáme lépe než s milenkou ještě před koncem 21 století - zajímave ne ?
Zcela nakonec - pro ty, kterým dělá problémy Slovenština - ZDE je anglický originál - Japonský praoriginál sem raději nedávám neboť mu sám nerozumím.

Neurověda pro Geeky 21. Paměť

2. května 2013 v 5:10 | Petr
Pokud píšu pro Geeky o paměti mohl bych napsat, že lidi mají krátkodobou, střednědobou a dlohodobou paměť, stejně jako počítače mají Cache, RAM, a pevný disk - a pak prohlásit, že už jsme zase dohnali a předehnali přírodu a skončit.
Jenomže pak přichází trudná chvíle kdy přeindexovávám databázi našeho počítačového systému v práci a to si vždycky uvědomuju jak jsou počítače a lidi odlišní, protože při té idnexaci mám pocit, že na 1 bajt užitečné informace připadá u počítaču aspoň 5 bajtů balastu - zvaného Indexy, které umožňují ten jeden užitečný bajt vůbec najít.

Takže především - paměť živých tvorů je distribuovaná. Příroda si vůbec nedělá starosti s "bojem proti duplicitám" - klidně si PIN od kreditky uloží jako vizuální údaj, a zároveň jako motorický údaj "vyťukání PINu do bankomatu" Že to není totéž si snadno uvědomíte, když PIN těžko hledáte v hlavě, abyste jej mohli někam zapsat, ale před bankomatem uděláte klik klik klik klik a kolik že to vlastně bylo ?

Už tím, že jsem řekl, že paměť je distribuovaná tak nemusím složitě vysvětlovat, co neurovědci bez počítačových zkušeností složitě řeší, tedy, že máme paměť deklarativní - jejíž obsah můžeme vyslovit a nedeklarativní - motorickou, asociativní, jejíž obsah nemůžeme vyslovit, ale která se přímo podílí na řízení non-verbálních funkcí.
Pak řeknete děcku "zavři oči a představ si berušku" a ono aktivuje "vizuospaciální zápisník" - což je část paměti, která je prostě místo vybavování a manipulace s představami. Někdy se distribuovanost paměti poruší a máme lidi s tzv. synesteziemi - hudbu si pamatují jako tvary a barvy, chutě jako číslené kódy atd...

Nás my mělo zaujmout co je fyzikálně chemickou podstatou paměti tedy postupujme postupmě
  • Senzorická paměť - udržuje mezivýsledky analýzy smyslových podnětů - doba udržení informace v ní je maximálně 1 sekunda - její podstatou je šíření vzruchů ve smyslových orgánech a příslušné primární, sekundární a terciární analytické mozkové kůře.
  • Krátkodobá paměť - udržuje informaci po dobu desítek sekund - pricnipem jsou kroužící vzruchy v asociativních oblastech mozkové kůry - umožňuje takové operace jako vyhnout se proti jdoucí osobě a pak zapomenout, že tam vůbec byla.
  • Střednědobá paměť - udržuje informaci méně než desítky minut - její podstata se poněkud překrývá s krátkodobou i dlouhodobou pamětí - umožňuje prvovádět operace typu - kup v TESCU rohlíky....
  • Dlouhodobá paměť - "paměť jako slon" - tam je uloženo skoro všechno, co rozumíme pamětí v klasickém slova smyslu. Podstata této paměti je vytváření a modulace síly spojů meti neurony.
Dlouhodobá paměť je to, čemu v technice říkáme "učení neuronové sítě". Intenzita přenosu dat na synapsi - z neuronu na neuron se při tom mění a to mnoha mechanismy - změnou koncentraci neurotransmiterů, změnou počtu receptorů pro neurotransmiter, změnou počtu synapsí, fosforylací receptorových bílkovin atd.
Jak toto učení probíhá - je taky dlouho sledovaný proces - v našem Limbickém systému a v Thalamu jsou k tomu struktury, které převezmou informaci z krátkodobé paměti a pak neúnavně znovu a znovu ji opakovaně vysílají do oblastí mozkové kůry, kde má daná informace nakonec "sídlit" tím, že je určitá oblast znovu a znovu aktivována - synapse v aktivované oblasti se podle Hebbova zákona zesilují.

Kapacita dlouhodobé pamětí je otázkou, vzhledem k tomu, že v mozku je 1014 synapsí a každá z nich není ekvivalent jednoho bitu ale každá z nich je spíše ekvivalent "multi level cell" z FLASH - a navíc nové synapse mohou vznkat až do smrti - považuje se velikost lidské paměťi za prakticky nekonečnou.
Pro technicky orientované však několik poznámek
  • Každá paměť je lokalizována poblíž svých mozkových struktur - vizuální paměť ve zrakové kůře, sluchová paměť ve sluchové atd.
  • Čtení z paměti poněkud pozměňuje původní informaci - z počítačového hlediska je tedy "destruktivní" - viz změny starých vzpomínek a vyvanutí těch špatných.
  • Prostá verbální paměť, kterou studenti používají u zkoušky je součástí prefrontální asociativní mozkové kůry v dominantní hemisféře "dva prsty nad levým okem" a má velmi blízko k osobnosti, a k vědomí (jak taky jinak že ?)
  • Paměťové struktury jsou neodlišitelné od struktur zajišťujících běžný datový procesing - nikdy nevíme jestli synapse přenáší signál, protože člověk "vidí pejska" nebo jestli vzpomíná "kdy viděl pejska". Díky tomuto fenoménu a díky distribuovanosti paměti člověk nemá problémy s "indexováním" ani s "přístupovou dobou" ani s jinými "úzkými hrdly" kterými přetéká současná počítačová technologie.
Poslední poznámka pro sklerotiky - máte-li "něco na jazyku" a ne a ne si vzpomenout - nesnažte se v paměti násilím hledat jak v "archivu STB". Pokud si nemůžete vzpomenout vizuálně zkuste si vzpomenout písemně nebo pohybově. Pokud to nefungujte - využijte variamtu, kterou doporučoval už Sigmund Freud - nechte hlavou plynout asociace se zapomenutou informací - představujte si jak to vonělo, jaké bylo počasí, co na to řekla manželka, a najednou - lup - bude to tam. Nebo nebude, a pokud se vám to bude stávat často - hledejte si mladou ošetřovatelku - budete ji patrně potřebovat.

Neurověda pro Geeky 20. Postav nejdřív mouchu !

25. dubna 2013 v 4:20 | Petr
Na začátku 90 let to opravdu chvíli vypadalo, že "dohnat a předehnat" matičku přírodu bude snadné a povede se to "v příští pětiletce" - koupil jsem si PC - Pentium 75, které jsem přetaktoval na 100 MHz a ono bylo - 47x rychlejší než 3 roky stará 386 mojí máti - koupená za stejné prachy ....
V té době za mnou přišel kámoš, který právě začal studovat "strojárnu" na VŠB a sebevědomě prohlásil - do 5 let budeme mít roboty lepší než lidi ....
Já jsem zrovna v té době studoval medicínu a konkrétně anatomii a tam opravdu poznáte co to znamená "duševní práce" protože člověk má 220 kostí , 600 svalů, kolem 300 cév a jejich větviček, právě tolik nervů 1000 mozkových jader - a to všechno musíte ke zkoušce umět jako když bičem mrská - nejenom vyjmenovat - takže když vás v noci vzbudí a zeptají se - co leží mezi arteria vertebralis a ganglion stellatum - vy musíte odpovědět bez zaváháhí - processus lateralis 7. krčního obratle ....

Takže když ke mně přišel kolega - "inženýr nevzdělanec" ;-)) - a tvrdil že do 5 let budou roboti lepší než lidi - trochu mě to míchlo a potřeboval jsem jej usadit rychle ale tvrdě - tak jsem pronesl - dnes už legenrádní větu, kterou od té doby pořád opakuju - "víš co - nestavte roboty lepší než lidi - postavte nejprve roboty lepší než moucha" ...

V té době jsem netušil nic o nanotechnologii a o Moravcově paradoxu, ani o Fenymannově přednášce na toto téma a vůbec nic takového, jenom jsem tušil, že člověk není organismus "konstrukčně dohnaný do extrému" - organismus konstrukčně dohnaný do extrému je vosička Megaphragma, která je veliká 130 - 200 um - ano mikrometrů tedy 0,13 - 0,20 milimetrů a tudíž leckteré jednobuněčné organismy jsou větší než ona....
Megaphragma má ve svém mozku 7400 neuronů, které jsou schopny zajistit - let, potravu, rozmnožování - všechno. Přece jenom ale Megaphragma je tak tak existující parazit, takže vezměmě nějakého pořádného hmyzáka a to je oblíbené laboratorní zvířátko molekulárních genegiků a biologů - Muška Octomilka - Drosophila Melanogaster. Ta už má "plnotučný" hmyzí mozek čítající 100 000 neuronů, a světe div se - taky zvládá všechno jako Megapgragma - a taky zvládá skoro všechno co člověk ( rozhodně zvládá více než typicky "opily Ostravak z pracaku s 3 promilemi" ).

Jak to hmyz dělá, že s milion krát méně neurony zvládá - skoro totéž co člověk - Jelikož tohle není neurověda pro neurology, ale pro Geeky, kteří se v počítačích vyznají - řeknu řešení hned - Datové centrum od Googlu, které spotřebuje 30 megawattů výkonu - umí násobit stejně přesně jako prográmek v mikrokontroléru co bere 30 mA - v tom to je.

Tedy hmyzí mozek je miniaturizovaný na několika úrovních
  • Neurony jsou až 10-100x menší
  • Neurony jsou méně specializované
  • Zpracovávají se jenom biologicky významné podněty - nepodstatnosti hmyzí zrak ani nevidí.
  • Hmyzí mozek je více-méně Read only - učení a programování je proti člověku silně omezeno
  • Hardware je dokonal přizpůsobený úloze - sociální chování včel a mravenců není otázka dlouhého učení "pravidel společenského chování" ale otázka vlivu hormonů a feromonů vylučovaných jedněmi jedinci na jiné jedince.
  • Hmyzí mozek vůbec je daleko více pod vlivem hormonů - to umožňuje přepínat jeho funkce podle hormonálních hladin, aniž by k tomu musely být neurony navíc.
  • Hmyzí mozek má mnoho NON SPIKING neuronů.
U non spiking neuronů se ještě zastavíme - jsou to neurony, které nevysílají akční potenciál, ale vzruchy se po jejich membráně šíří jenom jako analogové "vlny depolarizace" které otevírají váčky s neurotransmitery na synapsích.
To že na takových neuronech nevzniká akční potenciál má zásadní nevýhodu - shodnou s analogovým processingem v elektronice - zpracování dat tímto způsobem je výrazně nestabilnější a náchylnější k šumu. Výhodou je to že jeden non-spiking neuron může nahradit více spiking - neuronů a to tím způsobem - že část jeho výběžků zpracovává jiná data než další část. Non spiking neurony jsou tomu přizpůsobeny i anatomicky - viz obrázek. Velmi často jsou to tzv. Unipolární buňky - kde samotné buněčné tělo stojí zcela mimo systém výběžků, aby výběžky "nerušilo" vlastní elektrickou aktivitou.

Take srovnáme - li lidský a hmyzí mozek - je to jako konstrukce moderního PC a konstrukce robota "vidláckým způsobem" - na jedné straně jendoúčelové integrované obvody s tisíci vývody a s gigabajty paměti a gigahertzy procesorové frekvence - na druhé straně - trafopájkou sletovatná hrstka analogových součástek, kterým vévodí 20 nožičkový mikrokontrolér, který více méně jenom zapíná analogové obvody - a taky to pěkně jede ....

Ano takže mějte na paměti - kromě obrovského digitálního mozku savců jsou tu neméně zajímavé semi-analogové mozky hmyzu, které ale z technického hlediska jsou ještě nepochopitelnější a ještě více využívající fyzikálně-chemické podstaty biologických dějů, kterou zatím neumíme pořádně uchopit.

Neurověda pro Geeky 19. Chyby v Matrixu

10. února 2013 v 6:44 | Petr
Když jsem ukončoval seriál o Mozku - vyhradil jsem si právo napsat další příspěvek, pokud budu tuto věc považovat za nutnou. A zdá se že taková situace nastala.

Než se však dostanu k meritu věci - dovolím si říct na plnou hubu - co se není v dnešní době úplně zjevné:
Systém, který je pokažen dává o konstrukci svého vnitřku daleko více informací než systém dokonale fungující.
Takže pokud vidíme dokonalý televizní obraz - těžko rozlišíme zda se díváme na analogové nebo digitální vysílání - pak začne signál šumět - a jsme na svém... nebo se objeví typický "vzor s kostičkami" - a jsme taky na svém.
Myslím, že by byla vrcholná drzost ptát se slepce "a vidíte tmu se zrněním, nebo tmu s kostičkami ?" Neočekáváte snad, že to bude jedna z těchto možností žejo ?

Takže jsme si vysvětlili, že mozková kůra u savců má pro každou funkci minimálně tři levely
- somatotopicky uspořádanou primární oblast
- sekundární oblast, která pracuje se základními elementy zpracovávaných dat
- terciární oblast, který už pracuje s celými objekty na vysoké úrovni abstrakce.

Jak už jsem psal tak ty tři stupně zpracování dat třeba pro zrak jsou - Růžové kolečko -> Obličej -> Karel M. A teď si představte, že někam píchneme elektrodu a budeme mozek dráždit - podle zvolené oblasti ten člověk buď uvidí barevné fleky, nebo zdeformované obličeje, nebo když budeme šikovní - muže, ženy, děti, zvířata, démony nebo dokonce své známé a příbuzné.

Stejně tak blábolení opilce, iluze halucinace a bludy scihosofreniků a narkomanů ty divné syndromy jako "Split brain" které jsme probírali, nebo "motorické apraxie" - prostě chyby při datovém procesingu v mozku na sebe berou podobu v různé míře realistických fragmentů okolního světa, protože tak mozek funguje.

Příklad: - je 100% jisté, že v mozku existuje "centrum pro malá zvířata". Jsem si tím 100% jist, protože u alkoholiků může vzniknout abstinenční syndrom zvaný Delirium tremens kdy je toto centrum podrážděno a alkoholik vidí malá zvířata všude kolem sebe. Tušíte, ale co všechno se skrývá pod pojmem "malá zvířata" ? Obecně jsou známé bílé myšky, zažil jsem ale alkoholika na kterého dorážela "agresivní písmenka", pak dalšího, u kterého to byli švábi - a zlatý hřeb - borec který třesoucí se stál u okna a líčil, že vidí "stovky nahatých policajtů" a když jsme se ptali jak pozná že nahatí chlapi jsou policajti tak velice naštvaně odpověděl "podle čepice přece". To myslím dává dosti dobrou představu kam všude je "centrum pro malá zvířata" v mozku připojeno.

Poznámka mimochodem: To že systémy postavené na různém způsobu datového procesingu produkují různé chyby je skvělé, protože třeba lidi nedělají chyby jako počítače a jejich chyby okamžitě poznají naopak počítače nedělají chyby jako lidi lidské chyby taky okamžitě poznají - takže když napíšu 7x9 = 56 nebo když napíšu 7x9 = 0xDEF543210C je jasné kdo udělal, kterou chybu žejo ?

Pak je ale problém a to je odhalování vlastních chyb a taky odhalování chyb jiných lidí - protože i zmatený signál projde datovým procesingem v mozku a dostane nějakou pseudo-realistickou podobu (nahatého policajta). Příklad mojí přítelkyně na noční ve špitále viděla na okamžik starého dědu, v odraze v okně, jak se belhá chodbou otočila se a .... nic ....

No a už jsme u jádra problému - jaká je běžná reakce lidí na tuto situaci ?
Řekne si někdo - je to "zákmit" v proudu dat - na cestě mezi sekundární a terciární zrakovou kůrou ?
Nebo si spíše řekne "fujtajbl - duch...." pak to povykládá známým, a ti začnou vykládat - "na Béčku straší" - pak se chodbou mihne skutečný dědula - ale všem to bude jasné - to byl zase ten duch. A pak už bude sugesce tak silná, že když v noci spadne na zem lžička - už to bude něco znamenat.
Protože i sugesce je vlastností našeho mozku - data totiž jdou nejenom z primární do sekundární a terciární kůry - ale opačně jde informace o tom, co je žádáno, aby bylo viděno. Takže, když v létě uvidíte mrak a jeho tvar bude pripomínat pejska - pak už se dojmu pejska nezbavíte a budou se vynořovat stále další a další detaily "hele támhle je očičko".

Co z toho plyne na závěr - prosím nesnažte se věnovat "zákmitům" na drahách v mozku více pozornosti, než si zaslouží. Nebo dopadnete jako zoufalci co hledají UFO, duchy, poltergeisty, čakry, hořící důchodce a jiné kravinismy.

Úplně poslední poznámka na závěr - já se zákmity datového procesingu nezabývám vůbec, tak prosím šetřte můj čas a nezatajujte mě do ubohé duchařiny...

Neurověda pro Geeky 18. Zvonec a konec.

15. listopadu 2012 v 3:57 | Petr
Dnes je to poprvé, co na mém blogu nějaký seriál končí, ale nelze jinak. Pokud nechci upadnout do nezobecnitelných detailů a přepisovat učebnice neurologie. Při psaní tohoto seriálu jsem si uvědomil, že jsou funkční bloky mozku, které jsme prakticky zrcadlově okopírovali do křemíku (extrapyramidový systém, retikulární formace) a pak jsou oblasti, které nemohou být odlišnější od toho co používáme v robotech (limbický systém, zrak, sluch).

Co nám chybí, abychom vyráběli "umělé mozky" ? V současnosti s věcmi srovnanými v hlavě si myslím, že to jsou tři věci, dvě z nich jsou řešitelné na současné úrovni techniky a ta třetí ... nevím ...
  1. Správná výroba a využití paralelních procesorů.
  2. 3D elektronika - tedy růst našich čipů do dalších a dalších vrstev.
  3. Napodobení spontánního růstu nervové soustavy - tedy tréning neuronových sítí hardwarovým způsobem
Pokusím se vše zdůvodnit - když jsme narazili na fyzikální limity frekvence procesorů a místo vyšších frekvencí se začala přidávat další jádra - zavládla velká nervozita, co se současnými -sériovou logikou - naprogramovanými programy. Nyní je situace (snad) lepší a některé softwary dovedou své úlohy paralelizovat, ale stále to není - co předmět to procesor, co slovo to procesor, co pohyb to procesor. Už byly náznaky ve stylu Intel Larrabee nebo procesorové jednotky od Philipsu, která měla zpracovávat celý 640 pixelový řádek obrazu v 640 paralelních procesorech. Představte si ale 140 megapixelovou kameru (oko) které má ke každému pixelu procesor. Představuju si třeba jednoduchý algoritmus floodfil tak, že procesor se ptá osmi sousedů "vidíte stejnou barvu jako já ?" a celý obrázek se v pár taktech změní na regiony podobných barev atd...

S tím souvisí potřeba 3D elektroniky - prostě si nějak nedovedu představit, že máme procesor, který hledá v obrazovém poli obrázek pejska a to tím způsobem, že ke každé skupině "somatotopicky" organizovaných pixelů vede svazek drátů ve tvaru toho pejska. a že takových procesorů je asi 10 000, pro 10 000 dalších předmětů a všechny vednou své spoje v jediné vrstvě po ploše nějaké křemíkové desky ? Tohle si prostě žádá výstup do prostoru a vrstvy procesorů nad sebou - co vrstva to další úroveň abstrakce.

Robotici programátoři asi nebudou souhlasit, a budou argumentovat, že gigaherzové rychlosti sériového zpracování nahradí zpracování paralelní. Současné počítače ale tak trochu naplňují bolševickou anekdotu, že jsou vysoce-efektivním řešením problémů, které by bez nic nikdy nebyly. Tím, že odvrhneme somatotopické uspořádání - ztratíme možnost úlohy paralelizovat a místo abychom kolečko hledali paralelně se čtverečkem a to jenom v pár sousedních pixelech musíme procházet obrazový buffer, pro každý předmět od začátku znova a znova a znova.

Jinými slovy somatotopické uspořádání a vrstvy specializovaných pocesorů - mozkových jader - ve vrstvách nad sebou jsou tak významný a v celém mozku univezálně fungující princip, že opravdu pochybuju, že se najde jiné - stejně praktické řešení.

Na druhou stranu výrobci grafických karet prošlapávají cestu paralelnímu computingu, i klasické CPU se vydávají cestou stále větší paralelizace. A konec konců jsem četl i o pokusech dělat CMOS technologií stovky až tisíce velmi primitivních procesorů nebo spíše kombinovaných analogově-digitálních jednotek, které dosahují nepředstavitelné výkonnosti v oblastech vyhrazených doposud přirodě jako je Fourierova transformace a další analýza přirozených signálů.... (Ano píšu, že FFT je vyhrazné přírodě, protože předpokládám, že zvířátek která slyší je více než MP3 a jiných přehrávačů/nahrávačů atd.... )

Poslední problém - mozek se vyvíjí v několika fázích - od početí do puberty se neurony větví a navazují spojení se sousedními neurony, až v pubertě je spojen (obrazně) každý s každým.
V pubertě je mozek na vrcholu a spojů mezi neurony je tolik až to vede k lehké nestabilitě (divné chování v pubertě nejsou jen "hormony") Takže po pubertě se vznik nových synapsí výrazně zpomaluje - což neznamená, že člověk blbne, to jenom probíhá "synapse pruning" - "prořezávání stromu nervových vláken"
Neaktivní spoje mezi centry, zanikají. To vede k poněkud nepochopitelnému výsledku, kdy v mozku zůstávají jenom spoje, které jsou nějakým způsobem užitečné. Asi jako bychom v procesoru spojili "všechno se vším" a pak sledovali, které spoje " se chytnou" ty nechali a ostatní přerušili. Takže "hrubá výpočetní kapacita" mozku od puberty klesá ale efektivita výpočtu roste.
Pokud se nebavíme o mozku zničeném chorobami - i devadesátníci jsou shopni udržet s mladými mozky krok, zejména pokud svuj mozek od mládí systematicky používají ...

Jak tento proces růstu a zániku nervových vláken napodobit a jestli je to vůbec účelné ? Nevím, nechávám to počítačovým mágům možná pak se stane programování natolik složitým, že i technici pochopí, proč staří profesoři nemuvili o "medicíně" ale o "umění lékařské vědy".
Doufám, že ani čistí programátoři (čistý "hadrwérář" jsem tu jenom já ;-)) se nenudili a připouštím, že Vaše zhodnocení tohoto seriálu několika slovy, do komentáře, by mě potěšilo.
Třeba nakonec napíšu ještě nějaký dodatek, pokud mě něco napadne ....
 
 

Reklama