воскресенье, 27 апреля 2014 г.

BBC Horizon. "Ядерный кошмар" / "Nuclear Nightmare" (BBC, 2006-07-13, 50мин)

"Так получилось, что серьёзно исследовать воздействие радиации на человеческий организм - очень трудно, это можно сделать только после масштабной катастрофы. Первой такой катастрофой стали Хиросима и Нагасаки.
До войны радиация считалась полезной для здоровья. Существовало очень много радиоактивных устройств для целебного облучения. И бытовых и медицинских.
Детальное обследование выживших после бомбардировок в Японии позволило построить график, который объединяет полученную дозу радиации и процент, на который увеличивается вероятность заболеть раком. Этот график - линейный. Но его смогли построить только для больших и очень больших величин облучения. Естественным образом его продолжили в меньшую сторону, построив линейный график в области малых величин облучения. По этому графику выходило, что даже очень малые величины облучения всё равно опасны для здоровья. Поэтому радиация в одночасье превратилась из благодати в источник ночных кошмаров.
В 1986 году произошла чернобыльская катастрофа. Тысячи человек получили малую величину облучения. Соответственно, наука смогла экспериментально уточнить вышеозначенный график в области малых величин. Согласно теоретическим расчетам, количество погибших от облучения должно было составить около 15 тысяч человек. Половину должны были составить погибшие среди тысяч сильно облученных ликвидаторов, и половину - погибшие среди миллионов слабо облученных жителей окрестных городов.
К моменту съемки этого фильма прошло уже три десятилетия с момента аварии, должны были умереть все, кто заболел раком или лейкемией в результате облучения. Поэтому можно подвести итог."
Данный фильм основывается на результатах работы комиссии ООН, которая детально исследовала все случаи заболевания в результате облучения, а также на результатах биологических экспедиций, отправленных в зону отчуждения чернобыльской АЭС (сбор материала для молекулярно-генетического анализа).

пятница, 11 апреля 2014 г.

Вилейанур Рамачандран, книга "Мозг рассказывает" / Vilayanur Ramachandran, "The Tell-Tale Brain" (2010 год)

"На земле нет другого такого создания, которое видело бы объекты таким же образом, как мы. Глаза действительно не свойственны лишь нам, людям, но процесс видения происходит не в глазе. Он происходит в мозге. У некоторых животных острота зрения намного выше, чем у нас. Вы наверняка слышали, что орёл может прочитать мелкий газетный шрифт с расстояния в пятнадцать метров. Правда, орлы не умеют читать.
Плотоядные и травоядные животные имеют, скорее всего, менее дюжины зрительных областей и не обладают цветовым зрением. То же самое относится и к нашим предкам - небольшим ночным насекомоядным. Однако у человека целых тридцать зрительных областей вместо какой‑то дюжины. К чему же они?
«Ну, как вы думаете, что происходит в вашей голове, когда вы на что-нибудь смотрите на то кресло, например?»
«В моем глазу на сетчатке находится оптический образ кресла. Этот образ передаётся по нерву в зрительную область мозга, и я его вижу. Разумеется, в глазу образ перевернут, поэтому, прежде чем я его увидижу, образ должен снова перевернуться в мозгах».
Этот ответ содержит логическую ошибку, которую называют ошибкой гомункулуса. Если образ на сетчатке передаётся в мозг и «проецируется» на некоем внутреннем умственном экране, то вам понадобится что‑то вроде «человечка» гомункулуса в вашей голове, который смотрел бы на изображение и интерпретировал или понимал бы его для вас. Но как сам человечек понимал бы образы, мелькающие уже у него на экране? Потребовался бы ещё один, более крохотный парень, смотрящий на образ уже у того в голове, и так далее. Это ситуация бесконечного привлечения новых глаз, образов и человечков, совершенно не решающая проблему восприятия.
Чтобы понять, что такое восприятие, вам в первую очередь нужно избавиться от представления, будто образ в глубине вашего глаза просто «передаётся» в ваш мозг и там изображается на экране. Вместо этого вы должны понять, что, как только лучи света в глубине вашего глаза преобразуются в нервные импульсы, уже нет никакого смысла говорить о зрительной информации как об образе.
Мозг создаёт символические описания. Он не воссоздаёт исходный образ, а отображает различные черты и аспекты образа в совершенно новых понятиях. Эти символические кодировки отчасти создаются уже в вашей сетчатке, но по большей части именно в мозге. Попав туда, они сортируются, преобразуются и вновь соединяются в обширной сети зрительной области мозга, которая в конечном итоге позволяет вам распознавать объекты. Разумеется, большая часть такой обработки информации происходит без привлечения вашей сознательной деятельности, почему и кажется естественной и очевидной, как для моего собеседника.
Наше восприятие мира обычно кажется столь естественным, что мы принимаем его за само собой разумеющееся. Вы смотрите, видите, понимаете - это кажется таким же естественным и неизменным, как текущая вниз вода. И только когда что‑то нарушается, как у пациентов вроде Джона, мы понимаем, как чрезвычайно сложен этот процесс на самом деле. Даже если наша картина мира выглядит связной и цельной, в действительности она возникает благодаря активности тех самых тридцати (или даже более) различных зрительных областей в коре мозга, каждая из которых выполняет множество тончайших функций. Многие из этих областей у нас такие же, как и у других млекопитающих, но в какой‑то момент времени они «расщепились», чтобы специализироваться на новых функциях у высших приматов. Неясно, сколько именно зрительных областей свойственны только человеку.
У приматов, включая человека, значительная часть мозга, в том числе затылочные доли и части височной и теменной долей, отведена для зрения. Каждая из тридцати, или около того, зрительных областей внутри этой части содержит либо полную, либо частичную карту видимого мира. Всякому, кто считает зрение простым явлением, следовало бы взглянуть на одну из анатомических блок-схем Дэвида ван Эссена, которые изображают структуру зрительных путей у обезьяны. Учтите, что у людей эта схема, судя по всему, должна быть ещё более сложной.
Обратите внимание на то, что число нитей, идущих от каждой стадии обработки информации к более ранней стадии, как минимум не меньше, чем число нитей, идущих от каждой области в следующую, высшую по иерархии область. Классическое понимание зрения как постепенного и последовательного анализа образа, с увеличением сложности при продвижении, полностью разрушено с открытием стольких обратных связей. Какова задача этих обратных проекций, остаётся лишь гадать, но моя интуиция говорит мне, что на каждой стадии обработки информации, как только мозг добивается частичного разрешения «проблемы» восприятия, такой, как определение идентичности объекта, его местоположения или движения, это частичное решение тотчас отсылается обратно на ранние стадии. Повторяющиеся циклы такого возвратного процесса позволяют исключить тупиковые ситуации и ложные решения, когда вы смотрите на «зашумленные» зрительные изображения, такие, как замаскированные объекты.
Мы не знаем в действительности, отчего у нас, высших приматов, имеется такое большое количество особых зрительных областей, но создаётся впечатление, что все они специализируются на разных аспектах зрения, таких, как цветовое зрение, способность видеть движение и формы, распознавание лиц и т. д. Вычислительные стратегии у каждой из них могли сильно различаться, так что эволюция развивала нейронное аппаратное обеспечение мозга по отдельности.
Прекрасным примером этого может стать средняя височная (СВ) область, небольшой участок корковой ткани, находящийся в каждом полушарии мозга, который, по-видимому, в основном сосредоточен на способности видеть движение. Вы можете наблюдать за работой СВ-областей у людей-добровольцев при помощи сканирования мозга, например используя функциональную МРТ. При функциональной МРТ измеряются магнитные поля в мозге, образующиеся за счёт изменений потока крови, когда объект наблюдения что‑либо делает или смотрит на что‑либо. Кроме того, вы можете использовать специальное устройство под названием транскраниальный магнитный стимулятор, чтобы на короткое время «оглушить» нейроны СВ-области мозга человека-добровольца, фактически создавая при этом кратковременное повреждение головного мозга. И подумать только! при этом подопытные на некоторое время становятся слепыми к различению движения, в то время как все остальные их зрительные способности остаются, по всей видимости, незатронутыми.
В височной доле также имеется область под названием V4, которая специализируется на обработке цветовой информации. Когда эта область повреждена в обоих полушариях мозга, весь мир выглядит обесцвеченным, словно черно-белый фильм. При этом прочие зрительные функции пациента остаются неповреждёнными: он вполне способен воспринимать движение, распознавать лица, читать и т.д.
К сожалению, в отличие от СВ-областей и области V4 большая часть оставшихся примерно тридцати зрительных областей мозга приматов не раскрывают свои функции при повреждении, сканировании или искусственном отключении. Возможно потому, что они не столь узкоспециализированны, или их функции легче компенсируются другими областями мозга, или же, возможно, наши определения того, что составляет некую отдельную функцию, неясны (или «неправильно сформулированы», как говорят компьютерные специалисты). В любом случае в основе всей поразительной анатомической сложности лежит весьма простая организационная структура, что сильно помогает в исследовании зрения. Эта структура основана на разделении всего потока зрительной информации на отделённые или полуотделенные, параллельные пути. Рассмотрим эту структуру подробнее..."

суббота, 5 апреля 2014 г.

ARTE. "Первый компьютер мира. Разгадка Антикитерского механизма" / "The World's First Computer: Decoding Antikythera Mechanism" (ARTE-NHK, 2012, 53мин)

Еще один фильм о том, как действуют ученые, когда одна неожиданная находка вступает в противоречие с научными представлениями о данной области.
Фильм повествует об одной из самых выдающихся археологических находок в истории - бронзовом астрономическом компьютере, обнаруженном в 1902 году на затонувшем древнем судне недалеко от греческого острова Антикитера. Найденный водолазами непонятный кусок бронзы вместе с прочими находками доставили в Афинский Национальный Археологический музей, где экспонат №15087 неожиданно разломился на три части, а внутри него обнаружились крохотные шестерёнки.
Это было странно. Артефакт был обнаружен среди древнегреческих находок, датированных первым-вторым веком до н.э. Однако, хотя греки умели изготавливать деревянные шестерни, никто до сих пор не слышал чтобы они изготавливали их из бронзы, к тому же достигая почти ювелирной точности. Находка поставила археологов в тупик.
Больше ста лет было непонятно, что это такое. Механизм был сильно повреждён коррозией. Находку пытались детально исследовать в 50-х годах, но понять удалось не всё. Лишь в 2000 году хрупкий Антикитерский Механизм был признан столь важной археологической находкой, что для его нового исследования был специально построен в Британии и доставлен в Грецию восьмитонный рентгеновский аппарат. Он позволил просветить находку с достаточным разрешением и на нужную глубину, а на основании нескольких сотен сделанных снимков была построена компьютерная модель внутренней структуры.
Для изучения выявленной структуры была собрана команда из археологов, астрономов и математиков, которым было поручено датировать находку и объяснить её предназначение и устройство. Данный фильм фактически представляет собой их отчёт о достигнутых результатах.