Что такое способности человека: Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова

Автор: | 19.08.2021

Содержание

§ 4. СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА | 9 класс учебник «Человек и Общество»

§ 4. СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА


 Способности. Характеристика таланта. Память. Интеллект.

Что такое способности? Индивидуальные параметры личности являются субъективными предпосылками плодотворного выполнения ею определенного вида деятельности.

Способности — индивидуально-психологические особен­ности личности, являющиеся условием успешного выпол­нения той или иной продуктивной деятельности и прояв­ляющиеся в том, насколько индивид быстро и основательно, легко и прочно осваивает способы ее организации и осуще­ствления.

Долгое время в истории философии считалось, что способности являются специфической силой, изначально свойственной индивиду и передающейся по наследству. В настоящее время также немало сторонников этой позиции. В научной литературе иногда встречаются такие предположения, основанные на достижениях современной генетики. Но способности нельзя отождествлять с накопленными индивидом знаниями, умениями и навыками.

Большинство ученых врожденные свойства человека, его анатомо-физиологические особенности относят к предпосылкам развития его способностей, формирование которых происходит в сложной системе взаимоотношений индивида с другими людьми, в процессе выполнения им различных видов деятельности. Существуют комплексные структуры способностей, состоящие из различных компонентов и проявляющиеся при выполнении конкрет­ного вида деятельности. Это связано с широко распро­страненным явлением компенсации: в основе одинаковых достижений при выполнении какой-либо деятельности могут лежать различные способности, в то же время одна и та же способность может быть условием успеш­ности несхожих видов деятельности. Этим объясняется различие в личностных и физиологических харак­теристиках людей, показывающих высокий уровень развития способностей в определенном виде деятельности.

Большое практическое значение, в частности для профессиональной ориентации, имеет диагностика сложившихся способностей (возможность их становления) при профессиональном отборе и в спорте. Наиболее распространенной формой оценки степени выраженности способностей являются тесты, которые могут дать также и количественные оценки.

В педагогических и психологических исследованиях видное место занимают проблемы формирования способностей к конкретным видам деятельности. В них отражены возможности развития способностей через создание личностной установки на овладение предметом деятельности. Особое значение имеет научная отработка программ действия по освоению данного вйда деятельности.

Созданы, например, методики по развитию музыкаль­ного слуха у лиц, не имеющих его. По этой методике дети, раньше не понимавшие музыку и пение, научились мастерски играть на музыкальных инструментах. Можно и человека, никогда в жизни не прикасавшегося к кисти, сделать неплохим художником. Это доказывает, что в каждом человеке скрыта энергия, в том числе и богатые ресурсы творческих способностей.

Характеристика таланта. Качественный уровень развития способностей выражается понятиями талант и гениальность. Талантом называют такую совокупность способностей. которая позволяет получить продукт дея­тельности, отличающийся новизной, высоким совершенством общественной значимостью.

* v шествует множество типов и видов таланта. Все »ни необходимы человечеству. Это может быть | оголютный слух или зрение, комбинаторство, молние­носная реакция или способность к художественному творчеству. Главная цель при этом — как можно раньше разбудить талант в человеке, включить его в соот­ветствующую сферу деятельности.

Многие ученые придерживаются мнения, что талант передается по наследству. По их формулировке, некая волшебная сила не исчезает, а передается из поколения в поколение.

Пример

В генеалогическом древе Иоганна Себастьяна Баха пятьдесят шесть музыкантов, из которых двадцать — мастера самого высокого уровня.

Но есть и примеры, опровергающие это утверждение. Многие гении вышли из простых людей, в роду которых не было выдающихся личностей.

Интеллектуальные ресурсы человека. Канадский патофизиолог Г. Селье в своей книге об организации научных работ пришел к заключению, что энергия мышления мозга человека сравнима с физической энергией атомного ядра. То есть возможности человека, с теоретической точки зрения, нескончаемы и безграничны.

Известно, что некоторые люди во время стрессовых ситуаций совершают удивительные поступки. Однажды в Чехословакии рабочий смог удержать плечом груз, падавший с крана. Также не выдумка, что есть люди, способные мгновенно вычислить корень 21-й степени из 21-значного числа; определить, что первое января сто восьмидесятого года — это пятница; сказать, в какой день следующей осени, в какой области Западной Европы какая будет погода. Человек может угадать будущее или за тысячи километров почувствовать состояние близкого ему человека в чрезвычайной ситуации. И все это не «идеалистическая мистификация», а явления, доказанные и подтвержденные экспериментами. Сейчас нет однозначного мнения среди ученых и о так называемой телепатии. Мы знаем только, что это загадочное явление позволяет осуществлять коммуникацию между людьми.

По предположениям физиологов, мозг человека состоит из 15 млрд, нервных клеток — нейронов. Но человек использует лишь малую часть возможностей своего мозга. По некоторым сведениям, обычный человек в своей деятельности использует всего 4% всех нервных клеток мозга, а остальные 96% находятся в резерве. Психологи отмечают, что даже самые великие ученые используют всего 7—8% своих потенциальных возможностей. При наличии хорошего образования и воспитания человек со средними способностями сможет освоить информацию тридцати томов энциклопедии и овладеть пятью-шестью различными языками.

Можно с уверенностью сказать, что с помощью кибернетики, объединившей ряд наук, можно будет поднять наш уровень мышления. В настоящее время с использованием кибернетических конструкций созданы модели логических операций и ряда умственных действий. Английский математик и философ Бертран Рассел считает, что человека можно научить творчеству, как любому виду деятельности.

Память человека и ее возможности. Память — процес­сы организации и сохранения прошлого опыта, делающие возможным его повторное использование в деятельности или возвращение в сферу сознания.

Память связывает прошлое субъекта с его настоящим и будущим и является важнейшей познавательной функцией, лежащей в основе развития и обучения.

Память делится на подсистемы — долговременную, кратковременную и гипотетическую — сенсорную (лат. sensus — «чувство, ощущение”).

Юлий Цезарь, Александр Македонский, персидский царь Кир знали в лицо и по именам каждого воина своей армии, доходившей численностью до 30 тыс. человек. Фемистокл знал 20 000 жителей греческой столицы в лицо и по имени. А Сенека мог повторить в исходном порядке один раз услышанные 2000 несвязанных слов. Математик Леонард Эйлер знал наизусть шесть степеней всех чисел до ста. Академик С.А. Чаплыгин и шахматист Гарри Каспаров запоминали номер телефона, случайно набранный пять лет назад.

В быстром течении жизни человек запоминает все, что оставляет в его сознании какой-либо след, все, что заставляет задуматься, — неординарные события в жизни, слова, звуки, цвета заката какого-либо вечера. По расчетам Джона фон Неймана, крупного американского математика и кибернетика современности, человеческий мозг может запомнить около 10

20 единиц информации. Для сравнения 1Ш это примерно равно информации миллионов томов книг Московской центральной библио­теки, считающейся одной из самых крупных в мире. Если обратить внимание на способность к запоминанию у людей, искусства, то можно найти множество удивительных примеров.

Среди казахских сказителей были люди, способные читать один за одним множество поэм. Это явление также свойственно и киргизским певцам — манасши. Дина Нурпеисова в детстве могла, услышав один раз кюй в исполнении Курмангазы, в точности воспроизвести его. Моцарт мог воспроизвести однажды услышанную сложную и длинную пьесу. Такими способностями к запоминанию удивлял своих современников и русский композитор и пианист С. Рахманинов. Бетховен написал много своих произведений, уже будучи абсолютно глухим.

Интеллект (лат. intellectus — «познание, понимание, рассудок”) — способность человека к мышлению, рациональ­ному познанию. В основном это понятие связьюается с умственным развитием личности. Природа интеллекта отлична от таких способностей души, как чувство, воля, интуиция, воображение и т.п.

В современной психологии понятие интеллект употребляется главным образом в теории индивидуально — топологических особенностей развития личности. Существует понятие определения уровня интеллектуальности человека. Это коэффициент интеллектуальности (англ. Intellectual quotent — сокращенно IQ) — показатель умственного развития, уровня имеющихся знаний и осведомленности, получаемый на основе различных тестовых методик. По мнению большинства психологов, IQ оценивает главным образом личный уровень знаний индивида.

Вопрос и задание

1.              Изменилось ли ваше мнение о собственных способностях после ознакомления с материалами этого параграфа? 2. Расскажите об отличиях между понятиями способность, талант и интеллект.

Для обсуждения

Может ли школа раскрыть все способности ребенка? Если нет, то что, по-вашему, нужно изменить?

сборник статей — Ural Federal University’s Research Portal

TY — BOOK

T1 — СПОСОБНОСТИ И МЕНТАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ЧЕЛОВЕКА В МИРЕ ГЛОБАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕН

T2 — сборник статей

AU — Коллектив авторов,

A2 — Журавлев, А. Л.

A2 — Холодная, М. А.

A2 — Сабадош, П. А.

PY — 2020

Y1 — 2020

N2 — Книга включает статьи, с разных сторон раскрывающие научное наследие выдающегося российского ученого В. Н. Дружинина: методологические и теоретические проблемы психологии способностей и ментальных ресурсов человека; история психологических исследований способностей и одаренности; виды и механизмы способностей и ментальных ресурсов; особенности их развития на разных этапах онтогенеза и их проявления в современном социокультурном пространстве; духовные способности как ментальный ресурс; способности к совладанию в условиях повседневного и травматического стресса; профессиональные способности в современной организации; когнитивные и ситуационные факторы проявления способностей и ментальных ресурсов в информационной среде; общие закономерности и индивидуальные вариации формирования и реализации поведения; современные подходы к психодиагностике, моделированию и формированию способностей и ментальных ресурсов; специфика химических способностей. Книга подготовлена к 65-летию В. Н. Дружинина.

AB — Книга включает статьи, с разных сторон раскрывающие научное наследие выдающегося российского ученого В. Н. Дружинина: методологические и теоретические проблемы психологии способностей и ментальных ресурсов человека; история психологических исследований способностей и одаренности; виды и механизмы способностей и ментальных ресурсов; особенности их развития на разных этапах онтогенеза и их проявления в современном социокультурном пространстве; духовные способности как ментальный ресурс; способности к совладанию в условиях повседневного и травматического стресса; профессиональные способности в современной организации; когнитивные и ситуационные факторы проявления способностей и ментальных ресурсов в информационной среде; общие закономерности и индивидуальные вариации формирования и реализации поведения; современные подходы к психодиагностике, моделированию и формированию способностей и ментальных ресурсов; специфика химических способностей. Книга подготовлена к 65-летию В. Н. Дружинина.

UR — https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44101412

M3 — Монография/Сборник статей/Брошюра

SN — 978-5-9270-0415-7

BT — СПОСОБНОСТИ И МЕНТАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ ЧЕЛОВЕКА В МИРЕ ГЛОБАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕН

PB — Институт психологии РАН

CY — Москва

ER —

Презентация — Способности человека

Слайды и текст этой онлайн презентации

Слайд 1

Слайд 2


СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Одному легко дается математика, другому – иностранные языки, третий пишет стихи, четвертый добивается успехов в спорте – а какие у тебя способности?

Слайд 3


СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
СПОСОБНОСТИ — это индивидуальные особенности личности, являющиеся субъективными условиями успешного осуществления определённого рода деятельности.
ЗАДАТКИ — это природная предпосылка способности, физиологические особенности, лежащие в основе развития способностей.

Слайд 4


ВИДЫ ЗАДАТКОВ ЧЕЛОВЕКА
ВРОЖДЕННЫЕ ЗАДАТКИ – такие, которые проявляются уже при рождении ребенка. ПРИБРЕТЕННЫЕ ЗАДАТКИ формируются в процессе деятельности Например, математические способности: для того чтобы освоить высшую математику, необходимо обязательно знать элементарную.
НЕЙТ РОБИНСОН — трёхкратный победитель конкурса по броскам сверху (2006, 2009 и 2010). При росте – 175 см.
ВЫСОКИЙ РОСТ + РАЗВИТИЕ ПРЫГУЧЕСТИ, ПОДВИЖНОСТЬ, БЫСТРОТА РЕАКЦИИ

Слайд 5


ВИДЫ СПОСОБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА
СПЕЦИАЛЬНЫЕ – проявляются в определенной сфере деятельности человека — музыке, математике, рисовании, спорте, технике и т.д.
ОБЩИЕ СПОСОБНОСТИ обеспечивают успешное выполнение различных видов деятельности (таких, которые требуют проявления высокоразвитого интеллекта и напряженной умственной деятельности)

Слайд 6


ВИДЫ СПОСОБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА
ТВОРЧЕСКИЕ – проявляются через создание человеком нестандартных, оригинальных продуктов деятельности.
УЧЕБНЫЕ СПОСОБНОСТИ проявляются как быстрое и качественное усвоение знаний, формирование умений, однако не предусматривают оригинальности продуктов деятельности
ИМПРЕСИОНИЗМ

Слайд 7


ВИДЫ СПОСОБНОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СПОСОБНОСТИ связанны с функционированием в человека теоретического, абстрактного мышления Люди, обладающие этими способностями, склонны к научной деятельности
ПРАКТИЧЕСКИЕ СПОСОБНОСТИ предусматривают наличие и преобладание в деятельности практического, наглядно-действенного мышления.
МОДЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ
ПРЕДПРЕНИМАТЕЛЬСТВО

Слайд 8


СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
У одного человека возможно сочетание как общих, так и специальных видов способностей Примерами высокого уровня развития как общих, так и специальных способностей является М.В. Гоголь, М.В. Ломоносов и др.
Говорят, когда В. Немировича-Данченко спросили, каждый ли может стать режиссером, он ответил: «Каждый, только одному потребуется для этого три года, другому – 30 лет, а третьему – 300 лет».

Слайд 9


УРОВНИ РАЗВИТИЯ СПОСОБНОСТЕЙ
ОДАРЕННОСТЬ — наличие потенциально высоких способностей у какого-либо человека, качественно своеобразное, личностное сочетание способностей.
ВАДИМ РЕПИН НАЧАЛ ИГРАТЬ НА СКРИПКЕ В 5 ЛЕТ

Слайд 10


УРОВНИ РАЗВИТИЯ СПОСОБНОСТЕЙ
ТАЛАНТ – высокий уровень развития способностей, проявляющихся в творческих достижениях
МАЙК ТАЙСОН – 10 раундов спарринга 6 дней в неделю + силовые тренировки с утра и до позднего вечера = является обладателем нескольких мировых рекордов, не побитых по сей день.
Талантливые ученые и писатели часто говорят, что главный залог их успехов — трудолюбие. Способность сидеть и работать, пахать. В мире высоких достижений побеждают не таланты, а пахари с талантом.

Слайд 11


УРОВНИ РАЗВИТИЯ СПОСОБНОСТЕЙ
ГЕНИАЛЬНОСТЬ — высший уровень интеллектуальной или творческой деятельности личности, который реально проявляется в выдающихся результатах и имеющих отдалённые последствия во многих областях культуры.
СТИВЕН ХОКИНГ— один из наиболее влиятельных и известных физиков-теоретиков нашего времени и основоположников квантовой космологии.

Слайд 12


ГЕНИИ И ТАЛАНТЫ
Гениальность и талантливость имеют не только свои плюсы, но и минусы. Одних подобные способности и успехи доводят до шизофрении, других до самоубийства, третьи впадают «в детство».
«…Люди думают, что они меня знают. Как бы не так. Ничего они не знают. Я ведь один из самых одиноких людей на свете. Иногда я из-за этого плачу. Это больно. Наверное, можно сказать, больно быть мною…».
МАЙКЛ ДЖЕКСОН

Слайд 13


ГЕНИИ И ТАЛАНТЫ
Делать легко то, что для других трудно — это талант. Делать то, что для других невозможно, — это гений. Анри Фредерик Амиель Гениальные люди — это метеоры, призванные сгореть, чтобы озарить свой век. Наполеон Бонапарт Назначение гения в том, чтобы доставлять мысли, которые через двадцать лет станут достоянием кретинов. Луи Арагон

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18


Самооценка

Слайд 19

Играем!!!

Способности: от задатков к мастерству

Фильм «Слава»

Ты никогда не станешь профессионалом, у тебя нет таланта. Но ты можешь стать хорошим учителем!
скачать видео

Фильм «Семь шагов за горизонт»

Гипнотизер В.Л.Райков внушает испытуемым, что они талантливы, и они под гипнозом становятся талантливыми.
скачать видео

Способности — это индивидуально-психологические особенности, в результате которых, при одном и том же уровне знаний, умений и навыков, одно дело у человека получается лучше другого. Одному парню проще считать, другому — рисовать, третьему — разбираться в технике. Эта девушка легко осваивает шитье, эта — искусство презентации, а эта — как будто родилась поваром.

«У него способности к музыке, а не к математике». «Он не сможет освоить этот элемент, у него нет к этому способностей».

Способности обнаруживаются в быстроте, глубине и прочности овладения способами и приёмами некоторой деятельности. Способности — важнейший инструментарий личности. Чем более развиты у человека способности, тем больше он может сделать.

Говоря о развитии способностей, выделяют следующие уровни: задатки, способности, одаренность, мастерство, талант, гениальность… В другую сторону — посредственность, бездарь…

О задатках мы говорим, когда видим, что человек в силу своих природных особенностей или опыта мог бы быть успешным в том или ином деле. Если человек развил свои задатки, у него отмечают способности. Следующий уровень – одаренность, это более развитые в сравнении с другими людьми способности, которые дают возможность человеку особенно успешно выполнять какой-либо вид деятельности.

Различают интеллектуальную и творческую одаренность. Раньше всего проявляется музыкальная одаренность, позднее – способность к рисованию, математике. Например, почти все выдающиеся математики проявили себя в возрасте до 20 лет.

Следующий этап – мастерство, что подразумевает совершенство в конкретном виде деятельности. Далее – талант, то есть высокий уровень развития способностей, который обычно проявляется в творческих видах деятельности. Развитие таланта зависит от собственной активности человека и его окружающей среды. И, наконец, гениальность – высшая степень творческих способностей, которые оказывают влияние на развитие общества в течение многих лет.

Способности классифицируют по видам психических функциональных систем (мыслительные, коммуникативные, сенсомоторные и т.д.) и по основным видам деятельности (математические, музыкальные, литературные и т.п.). Кроме того, способности бывают общими и специальными. Общие есть у большинства людей определенной возрастной категории и проявляются во многих сферах деятельности. Главные общие способности человека — это умственные, волевые, душевные и телесные способности. Развитие специальных требует обучения и часто особых умственных способностей. Частных, специальных способностей — множество, это способности музыкальные, художественные, счетные, способности к усвоению самых разнообразных навыков.

Те или иные способности есть у каждого человека, просто не все могут их выявить и развить. Некоторые способности могут передаваться по наследству, например, математические. Способности в определенной степени связаны с полом человека: мужчины более способны в мире дела и предметов, женщины — в мире разговоров, чувств и отношений.

Склонность выражается в деятельности, а деятельность развивает способности. С другой стороны, и дети, и взрослые люди чаще склонны заниматься именно тем, что у них лучше получается, к чему у них есть задатки. Трудно сказать, что первично: склонности или способности.

Мальчики играют в машинки, а девочки в отношения — потому что им это нравится или потому что именно в этой сфере деятельности им проще проявить себя, у них это лучше получается?

Развитие способностей сильно зависит от окружающей среды, в которой происходит формирование человека как личности. У детей их выявить легче, так как они проявляются во время учебы в специализированных школах и кружках по интересам. Самый простой и надежный способ нахождения у себя способностей — это начать пробовать делать то, что интересно или что по жизни востребовано. Как минимум, это действительно развивает те или иные способности хотя бы до какого-то уровня, а дополнительно — развивает способность (умение) себя учить, умение себя развивать.

Если кто-то будет утверждать, что у вас вообще нет никаких способностей для той или иной сферы деятельности, что вы никогда не сможете научиться хорошо танцевать, петь или рисовать, освоить иностранные языки или профессию дизайнера — не верьте этому человеку. Если вы умеете учиться вообще, то хотя бы до среднего уровня вы можете освоить практически любое дело. Даже зайца можно научить играть на барабане, была бы воля и было бы желание. В этом смысле для каждого — возможно все.

Однако, что касается выдающихся способностей, ситуация другая. Нередко в популярной литературе можно встретить утверждение, что каждый человек в чем-то талантлив, нужно только верить в себя и искать, в чем же твои скрытые таланты. К сожалению, никаких доказательств научного плана у этой оптимистичной точки зрения нет. Теоретически можно допустить, что гениальны все, просто одному для того, чтобы стать гением, достаточно 30 лет, а другому требуется лет триста. То есть — не в этой жизни… Наличие или отсутствие выдающихся способностей опытному человеку видно практически сразу. Профессиональные тренеры могут достаточно быстро определить ваши спортивные таланты и уверенно сказать: «У вас есть данные для спорта высших достижений, а у вас, извините, нет». Это не про вообще ваши способности, а про спорт высших достижений, это удел избранных.

Что касается значительных способностей в других областях жизни (художественных, научных, ремесленных и пр.), то скорее можно встретить людей, которые не будут талантливы ни в чем, и других, которые могут быть талантливы в очень разных областях жизни. Талантливый музыкант вовсе не очевидно талантливый спортсмен, однако талантливые люди действительно легче других достигают высоких результатов в самых разных областях. Связано это с тем, что талантливому человеку сопутствует ощущение: я это знаю, умею, а что не умею — тому быстро учусь. Для талантливых людей чаще характерно свободное сознание и действенный подход. Скорее всего это связано с тем, что у любой деятельности есть примерно одинаковая структура. Как минимум — структура обучения. Я умею учиться, я в этом талантливый — значит мне будет проще даваться все. Если хотите стать талантливым — учитесь учиться. Талант — это свобода тела и разума на фоне открытости ко всему новому.

От чего это зависит? Ответ стандартный — врожденные задатки плюс общее развитие в детском возрасте плюс вера ребенка в себя. О врожденных задатках здесь говорить не будем, а общее развитие в раннем детском возрасте — вещь действительно важная. Уважаемые родители, позаботьтесь о том, чтобы ваш ребенок в детстве получил хорошее базовое развитие: научился рисовать, петь, танцевать, освоил основы ремесел, где нужно хорошо работать руками и чувствовать массу материала. Всегда полезны занятия, которые развивают мелкую моторику. Плюс общекультурное развитие: знакомство с классической музыкой и историей искусств.

Отдельный разговор о спорте. Уважаемые родители, будьте внимательны: выбирая тот или иной спорт для своих детей, вы не только развиваете тот или иной вид физической активности, вы выбираете характер и судьбу своих детей. Личность строится через рисунок тела. Лыжи на длинные дистанции, как спорт, формируют психологию одиночки, умеющего через напряжение, на одной воле двигаться к цели, на которую он смотрит всегда немного исподлобья. Плавание меньше развивает волю, но дает большее внимание технике движений и дарит умения радоваться жизни. Большой теннис — это чувство пары, умение выстраивать тактику, не бояться проигрывать и уметь наносить точные сильные удары. Футбол, как вид спорта, это чувство команды, умение ловить азарт и бить ногами наотмашь, выбрасывая в удар всю свою агрессию!

Что касается веры в себя, то это действительно очень важно для проявления и развития наших способностей. Удивительные эксперименты проф. В.Л. Райкова показали, что практически каждый из нас может гораздо больше, чем он о себе думает, и под гипнозом люди с вполне средними способностями вдруг обнаруживали в себе если не таланты, то способности выше среднего. Это не значит, что гипноз — панацея. Гипноз может помочь вам обнаружить в себе то лучшее, что в вас уже есть, но на чудеса не надейтесь: настоящие умения все равно приходят только в результате тренировки. Помним: талант без трудолюбия — только надежда, только открытая дверь к великим результатам, но в эту дверь нужно войти: войти собственным трудом.

Способности человека

Вы, наверное, замечали, что у каждого человека есть какая-либо особенность, которая отличает его от других, и это не только внешность. Например, вы умеете хорошо рисовать, а ваша сестра хорошо поёт. Кому-то в вашем классе хорошо даётся математика, а кому-то – история.

Такие склонности к различным видам деятельности, к работе, которую вы делаете намного лучше других, принято называть способностями.

Способности могут проявиться в самом раннем возрасте. Их проявление индивидуально и чаще всего неповторимо.

Например, Моцарт проявил свои музыкальные способности уже в трёхлетнем возрасте. А будущий великий математик Паскаль в детстве как орехи щёлкал различные математические задачки.

Способности развиваются на протяжении всей жизни, потому что они тесно связаны с развитием личности человека, которая не устаёт совершенствоваться.

Стоит отметить, что способности человека ещё далеко не познаны, не изучены и часто выходят за привычные границы понимания. Вам наверняка известны такие супергерои, как Супермен, Человек-паук, Капитан Америка, Железный человек, Халк и многие другие герои, обладающие сверхспособностями. Однако и в реальной жизни встречаются люди с необычными способностями, недоступными большинству. Конечно, они не умеют летать и не обладают сверхчеловеческой силой и выносливостью, их умения другого рода.

В интернете вы без труда найдёте информацию о людях, которые могут решать в уме сложнейшие математические задачи, долгое время находиться на морозе и не ощущать холода, знают более четырёхсот языков и обладают феноменальной памятью.

Например, Александр Македонский знал поимённо и в лицо каждого солдата своей тридцатитысячной армии.

Учёные считают, что наличие таких сверхспособностей зависит от мозга человека. Ведь его возможности практически не ограничены. Человеческая память способна вместить 1 миллион гигабайт информации, примерно столько же, сколько хранится во всех книгах Российской государственной библиотеки, правда, практически никто этим не пользуется.

Например, обычный человек использует около четырёх процентов возможностей своего мозга, а талантливые и гениальные люди – около семи- восьми процентов.

Учёные считают, что от того, какое полушарие мозга у человека развито, зависят и его способности. Давайте проведём маленький эксперимент для того, чтобы понять, какие способности больше развиты у вас.

Посмотрите внимательно и подумайте над тем, в какую сторону едет поезд – в левую или правую?

Если вы считаете, что поезд едет в правую сторону, то у вас больше развито левое полушарие мозга.

Люди с развитым левым полушарием головного мозга обычно обладают развитым интеллектом, большим словарным запасом, способностями к языкам и математическим вычислениям, умением логически мыслить.

Если вы считаете, что поезд едет в левую сторону, то у вас больше развито правое полушарие мозга. Правое полушарие специализируется на обработке информации, которая выражается не в словах, а в символах и образах. Оно даёт нам возможность мечтать и фантазировать. Как правило, люди с развитым правым полушарием мозга обладают большими творческими способностями. Это музыканты, художники, писатели и так далее.

Способности нельзя просто сводить к определённым знаниям и умениям, они выступают как некие возможности. Но для того, чтобы они претворились в действительность необходимо приложить максимум усилий и создать необходимые условия.

«Быть может в каждом из нас убит Моцарт», – именно так оценивал влияние условий на развитие творческих способностей человека французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери. 

К таким условиям можно отнести:

·        заинтересованность окружающих в проявлении человеком своих способностей;

·        качество и организация обучения;

·        педагоги, которые обеспечивают специальное обучение, и так далее.

В этом отношении интересен пример Императорского Царскосельского лицея. Из его стен за семьдесят лет существования вышли люди, впоследствии ставшие довольно известными благодаря своим способностям, развитым в лицее. Поэты, писатели, композиторы, исследователи, общественные и государственные деятели – все они были известны не только в России, но и за её пределами.

Пианист Генрих Нейгауз говорил: «Гениев и таланты создать нельзя, но можно создавать культуру, и чем она шире и демократичнее, тем легче произрастают таланты и гении».

Принято различать следующие виды способностей: общие и специальные.

Общие способности – это благоприятные возможности развития таких особенностей психики человека, которые одинаково важны для многих видов деятельности. К их числу относятся: общий уровень интеллектуального развития, внимательность, память, волевые качества, дикция, работоспособность и др.

Специальные способности – это возможности к развитию отдельных психических качеств, необходимых для конкретного вида деятельности: музыкальные, математические, лингвистические, спортивные и т.д. Они предполагают для своего развития упорную и длительную тренировку.

Наличие у человека специальных способностей не исключает развития общих способностей, и наоборот. Зачастую общие и специальные способности обогащают и взаимно дополняют друг друга.

Уровень развития способностей человека отражают понятия таланта и гениальности.

Талант – это высокий уровень развития способностей, проявляющихся в творческих достижениях.

Бесталанных людей нет, конечно, не каждому из нас суждено стать талантливыми писателями, композиторами или математиками, но природа наградила каждого из нас какими-либо способностями, важно только суметь ими воспользоваться и научиться развивать их.

«Мы все, – говорил писатель Корней Чуковский, – к двадцати годам были бы великими химиками, математиками, ботаниками, если бы детское жгучее любопытство ко всему окружающему не ослабевало в нас по мере накопления первоначальных, необходимейших для нашего существования знаний».

Правда, для развития своих способностей человеку необходимы не только любознательность и воля, но и терпеливый и длительный труд.

Например, поэту для того, чтобы написать хотя бы одно четверостишие, по мнению Владимира Маяковского, порой приходится «перерабатывать тысячи тонн словесной руды».

История знает немало примеров, когда человек путём упорного труда развивал в себе определённую способность. В этом отношении показателен пример древнегреческого оратора Демосфена. Несмотря на то, что с самого детства, он не обладал природными данными. Он был косноязычен, имел слабый голос, короткое дыхание, привычку подёргивать плечом и прочее, Демосфен поставил перед собой задачу стать одним из лучших ораторов в Афинах.

Он учился ясно произносить слова, набирая в рот черепки и камешки, произнося речи на берегу моря при шуме волн, заменявших в данном случае шум толпы; всходил на возвышенности, громко читая поэтов; упражнялся в мимике перед зеркалом, причём спускавшийся с потолка меч колол его всякий раз, когда он по привычке приподнимал плечо.

Изучая образцы красноречия, Демосфен по неделям не выходил из комнаты, обрив себе половину головы во избежание соблазна. Его первые попытки говорить публично не имели успеха, но Демосфен продолжал работать над собой.

Такой кропотливый и титанический труд увенчался успехом и снискал Демосфену славу одного из лучших ораторов в Греции несмотря на то, что с самого детства тот не обладал природными данными.

Ведь как говорил русский театральный режиссёр Константин Станиславский: «Талант – это, во-первых, желание работать, а во-вторых – это работоспособность».

Наивысшей степенью развития таланта человека является гениальность.

Главное в гениальности, как и в талантливости, – это то, как человек мыслит. Как же мыслит гений? Считается, что в своих мыслях он создаёт качественно новые творения, достигает революционных интеллектуальных результатов.

То есть о гениальности принято говорить, когда творческие достижения человека не только составляют целую эпоху в жизни общества, в развитии культуры, но и во многом опережают своё время.

Как говорил Наполеон Бонапарт: «Гениальные люди – это метеоры, призванные сгореть, чтобы озарить свой век».

Гениальных людей очень мало, за всю историю человечества можно назвать не более четырёхсот гениев.

Например, Леонардо да Винчи в пятнадцатом веке создал целый ряд изобретений, которые не на одно столетие опередили своё время: водолазный костюм, парашют, дельтаплан, вертолёт, автомобиль, велосипед, подшипник и даже танк.

Человек обладает огромными способностями, главное – уловить, вовремя почувствовать своё призвание. Не стоит дожидаться, когда проявятся способности и дарования, или сложатся более благоприятные условия для их реализации.

Действуйте прямо сейчас.

Если есть мечта, надо верить в свои способности, стараться всеми способами их развивать и твёрдо двигаться к своей цели, ведь как говорит народная мудрость: «Дорогу осилит идущий».

Способности человека и их структура | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Люди отличаются не только внешним видом, темперамен­том, характером, поведением, но и способностями.

Способности — это стойкие индивидуальные психологические свойства че­ловека, его интеллекта, от которых зависят достижения учебной, трудовой, на­учной, творческой деятельности, что являются основой жизненного успеха.

Если человек от природы талантлив или даже гениален, но ничему не научился и ничего не создал, его способности останутся нереализо­ванными. Составляющими способностей является природная одарённость и психологические особенности человека, от которых зависит скорость овладе­ния знаниями, умениями и навыками.

Каждый человек имеет способности к определённому виду деятельности. Способности человека проявляются только в резуль­татах учёбы и труда.

Кроме врождённой одарённости, к структу­ре способностей принадлежат познавательные процессы, знания, умения и навыки, которые человек приобретает в процессе воспитания, учёбы и труда, а также эмоциональные и волевые качества. Зерно станет колосом только пос­ле того, как его посеют в землю, будут поливать, удобрять и пропалывать, так и врождённая одарённость станет способностью человека лишь под воздейс­твием воспитания, учёбы и труда. Кроме того, воспитание должно быть не только содержательным и тщательным, но и индивидуальным. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Именно индивидуальный подход в воспитании и учёбе обнаруживает и раз­вивает естественную одарённость и способности человека. Николая Гоголя, например, педагоги оценивали как посредственного ученика, не разглядев его талантливости. Когда о человеке говорят, что он способный, имеют в виду не только его знания, умения и навыки, но и способность пользоваться ими, при­менять в своей деятельности. Способности имеют не только познавательные, но и эмоциональные свойства. Способные люди всегда переполнены эмоция­ми, которые ведут их к поиску новых знаний, решений и открытий. Трудно представить себе способного и в то же время безразличного, неэмоционально­го человека. Существует очень тесная связь между способностями и волевыми качествами человека — инициативой, решительностью, настойчивостью, уме­нием владеть собой, преодолевать трудности.

Вопросы по этому материалу:
  • Дайте определение понятия «способности».

  • Почему способности могут проявиться только в результате учёбы и труда?

  • Определите составляющие способностей.

  • Почему воспитание каждого человека должно быть ин­дивидуальным?

От чего зависит способность к творчеству

Существует устоявшееся мнение, что способность к творчеству определяется работой правого полушария головного мозга. На основе этой гипотезы появилось множество книг, тренингов и семинаров, которые учат тому, как активизировать работу правого полушария, чтобы стать креативнее. Однако, результаты последних исследований ставят это под сомнение. Возможно, взаимосвязь творчества и правополушарного мышления не более чем миф.

Учёные Дэвид Дансон (David Dunson) из Университета Дьюка и Даниэл Дюрант (Daniele Durante) из Падуанского университета взялись целью проанализировать и сопоставить творческие способности людей и проводящие особенности белого вещество мозга, состоящего из большого числа нервных волокон (пучков аксонов), передающих электрические импульсы миллиардам нейронов. В качестве испытуемых выступили студенты университетов и колледжей.

В рамках проводимого исследования другая команда учёных во главе с нейробиологом Рэксом Юнгом (Rex Jung) из Университет Нью-Мексико в Альбукерке создала трёхмерную карту электрических схем мозга. Сбор данных осуществлялся с использование методики МРТ, называемой Визуализация диффузионного тензора, которая позволяет учёным изучать головной мозг человека и прослеживать пути всех аксонов, следуя за движением электрохимического сигнала в них. Компьютер создаёт множество единичных снимков разрешением свыше 1Gpx, поочерёдно накладывая их слоями друг на друга и получая таким образом трёхмерное изображение.

Трёхмерная визуализация методом МРТ

На изображении трёхмерная визуализация, полученная методом МРТ под названием Визуализация диффузионного тензора

Следующим этапом стало изучение творческих способностей студентов, для которых была создана трёхмерная карта электрической схемы мозга. Команда Юнга использовала комбинацию тестов для оценки креативности. В частности способность к Дивергентному мышлению (от лат. divergere — расходиться) — метод творческого мышления, применяемый обычно для решения проблем и задач, и заключающийся в поиске множества решений одной и той же проблемы. Например, испытуемым было предложено нарисовать за пять минут как можно больше не повторяющихся геометрических фигур/рисунков. Или придумать и перечислить новые способы использования для повседневных предметов, таких как кирпич или скрепка для бумаг. Студенты также заполнили ряд анкет об их достижениях в области изобразительного искусства, музыки, творчества, танцев, кулинарии.
Результаты были использованы для расчёта свободного показателя креативности для каждого испытуемого.

Дансон и Дюрант разработали компьютерные программы для анализа данных, полученных командой Юнга, и выявления различий в структуре мозга.

По результатам исследования учёные не обнаружили различий во внутренних связях между полушариями мозга и в его строении у мужчин и женщин. Таким образом, отсутствие наблюдаемых различий не позволяет соотнести их с творческими способностями у разных людей и связать их с правым или левым полушарием.

Связи между долями в лобной части мозга

На изображении графическое изображение связей между полушариями. Согласно исследованию, у творческих людей подобных связей в белом веществе мозга значительно больше.

Однако, при дальнейшем изучении обнаружились, что у студентов, набравших максимальные показатели креативности, в головном мозге насчитывается значительно больше связей между полушариями, особенно в лобной части, в сравнении с теми, у кого творческие способности на низком уровне.

Источник: Medical Xpress

Развитие человеческих способностей и способностей

Допустим, астероид или технологическая катастрофа уничтожают 99,9 процента человечества, а вместе с ним и все достижения цивилизации в неорганическом материале — компьютеры, линии электропередач, здания и все такое. Семь миллионов людей, оставшихся на планете, хотя и малая часть того, что были раньше, по-прежнему намного больше, чем несколько сотен находящихся под угрозой исчезновения гепардов или орангутанов, находящихся в настоящее время. Кроме того, предположим, что эти выжившие люди не настолько рассредоточены, чтобы их репродуктивный успех подвергался риску из-за простой невозможности найти себе пару.Как долго человечество продержится? «Недолго» — хорошая ставка. Наши зубы и ногти давно не были смертельными. В поисках охотничьего инвентаря может оказаться нож или ружье, но лезвия ржавеют и ломаются. А порох? Опять же, что такое порох?

«Это довольно экстремально», — скажете вы. Итак, давайте попробуем еще раз, и на этот раз скажем, что это биологический ущерб, вызванный вирусом, который убивает только людей — 99,9 процента из них всех возрастов. Электростанции, линии электропередач, компьютеры и т. Д. Остались. Однако они быстро становятся бесполезными, потому что для работы с ними осталось мало людей, не говоря уже о том, чтобы иметь для этого знания.В конце концов, чтобы заставить гидроэлектростанцию ​​извергать напряжение из своих турбин, нужно нечто большее, чем просто щелкнуть выключателем. Некоторые из оставшихся людей знают о солнечных элементах и ​​могут найти несколько солнечных пластин с необходимыми разъемами для питания гаджетов. Но кроме бытовой техники, электронные гаджеты в основном непригодны, потому что, ну, нет Интернета и нет новостных станций, транслирующих сигналы, также из-за нехватки способных операторов и энергии.

В этом сценарии судного дня компьютеры могут быть включены, но они могут получить доступ только к той ограниченной информации, которую они хранят сами.Со временем они перестают работать без каких-либо серьезных причин, кроме тех случаев, когда материнская плата встречается с разъемом, что происходит из-за износа материалов. Может быть, остался один человек, который знает, как найти неисправную цепь или контакт и отремонтировать ее, но он вполне может быть на другой стороне земного шара (вся междугородная связь отключена, поэтому вы не можете узнать) , и у вас нет никаких средств добраться до нее, кроме как на велосипеде (который скоро также сломается или сломает шину, которую вы не будете знать, как починить или заменить) или на лошади (которая в конечном итоге умрет, и, ну, новые лошади не рождаются прирученными.Как сделать это снова?). Вы даже не думаете о том, чтобы прибегать к газу, потому что после того, как запасы бензина исчерпаны, добыча ископаемого топлива из-под земли — буквально заставить землю плевать мазутом — теперь сродни волшебству. Вскоре старейшины рассказывают истории о черных как смоль гейзерах, которые загорелись в воздухе, и металлических птицах, которые проливали дождь из огня, воды или еды, и людей на земле. С таким же успехом они могли бы говорить о единорогах.

Нейроны: размер против чисел

И тем не менее, все оставшиеся люди будут иметь в своей коре головного мозга те же самые 16 миллиардов нейронов, что и раньше, количество нейронов настолько велико, что для поддержания их жизнедеятельности требуется столько энергии, что никакое другое животное на планете не может себе позволить. что-нибудь близкое; в лучшем случае гориллы и орангутанги несут в своей коре головного мозга примерно вдвое меньше нейронов. 1-3 Столько нейронов коры наделяют людей когнитивными способностями , которые не имеют себе равных в природе, но почему-то недостаточны, чтобы гарантировать сами по себе удивительные способности , накопленные человечеством. Что позволяет биологическим способностям, таким как представление количеств и идей, преобразовываться в когнитивные способности, такие как многократное умственное решение проблем, выработка стратегии и создание планов действий в чрезвычайных ситуациях? Другое человеческое изобретение стало не только возможным, но и необходимым благодаря всем технологиям, которые эти 16 миллиардов корковых нейронов создали и накопили с течением времени: обучение.

К счастью, эксперимент по удалению технологических достижений, чтобы отделить человеческие способности от биологических, не нужно проводить, кроме как мысленных упражнений в научной фантастике-антиутопии. Антропологи и палеонтологи уже показали, чего может достичь биология человека без современных технологий и культурной передачи. Современные люди существуют по крайней мере 200 000 лет; Бритая и одетая разновидность человека sapiens , захватившая Европу после последнего ледникового периода, вероятно, была бы очень похожа на современного бизнесмена. 4. Распределение некоторых генов в популяции могло измениться за тысячелетия, поскольку продукты питания подвергались искусственному отбору, а пшеница и сыр были введены в качестве основных продуктов питания в некоторых обществах, а близорукость и другие биологические недостатки можно было исправить с помощью очков. и хирургия. 4 Размер современного человеческого мозга, однако, был примерно таким же, что, учитывая то, что мы узнали в моей лаборатории о том, как размер мозга соотносится с количеством нейронов внутри и между видами, означает, что первый современный человек 200000 лет назад, скорее всего, в коре головного мозга уже были те же 16 миллиардов нейронов, что и сегодня. 3

Безусловно, существуют гены, специфичные для человека, которые кодируют специфические для человека особенности, точно так же, как должны быть гены, специфичные для шимпанзе, специфические для уток и специфические для колибри гены. Наше исследование, однако, показало, что, по-видимому, существует не чисто человеческий мозг, а, скорее, специфический для приматов способ организации нейронов (во многом так же, как, скажем, специфический для грызунов или карниворов способ объединения мозгов. ) — и из этих приматов наш мозг самый большой, с наибольшим количеством нейронов в коре головного мозга. 5 Таким образом, биологическая причина уникальности человека может заключаться просто и в первую очередь (даже если не исключительно) в том, что он является видом приматов с наибольшим количеством корковых нейронов. 6

Поскольку нейроны являются основными единицами обработки информации нервной системы, 16 миллиардов корковых нейронов, которыми наделены люди, обеспечивают уникально большую биологическую способность обрабатывать информацию. Корковая обработка, которая находит закономерности, делает выводы, отличает хорошее от плохого, запоминает события, строит планы, меняет планы в зависимости от обстоятельств — все это здесь.Важно отметить, что ни одна из этих способностей не принадлежит исключительно человеку. Мозги, столь же разные, как у голубя, мыши, макаки и человека, имеют схожую структуру в том, как их нейроны связаны: каждая версия коры имеет несколько сенсорных, моторных и ассоциативных зон, которые, по-видимому, функционируют одинаково при представлении , перекрестные ссылки и хранение информации. 7

От логических рассуждений и понимания символов до использования и даже изготовления инструментов, распознавания себя в зеркале или планирования будущего — похоже, что в человеческом мозге нет каких-либо фундаментальных функций, которые не разделялись бы с другими видами. 6 Благодаря многолетним поведенческим психологическим исследованиям, основанным на растущем подозрении, что нечеловеческие виды могут быть более способными, чем когда-то признавалось человеческое высокомерие, когнитивные различия между видами теперь считаются вопросом количества, а не качества: не Может ли вид что-то делать, но насколько хорошо, и насколько гибко они могут это делать. 8 Если корковые нейроны похожи на блоки Lego, мы, люди, можем больше всего играть с ними, а это означает, что в той степени, в которой они могут быть перегруппированы, при этом сохраняя ту же общую схему, большее количество собираемых блоков в коре головного мозга человека дает ему гораздо больше возможностей.

Поскольку мы приматы, у нас есть не только огромная куча Lego, но и довольно маленькие Lego, а это означает, что наш мозг может многое, но при этом не является огромным. Между прочим, наши нейронные Lego не самые маленькие: даже самые большие вороны и попугаи, а также самые маленькие млекопитающие имеют нейроны, которые, по нашим расчетам, в среднем намного меньше корковых нейронов человека. 9 То, что отличает людей от других видов, заключается не в том, насколько маленькие или большие, плотные или редкие наши корковые нейроны, а просто в том, сколько мы должны выполнять работу по перемещению по жизни. 9

Кулинария как технология

Наличие большого количества нейронов обходится дорого, поскольку энергетические затраты коры головного мозга пропорциональны количеству нейронов. 10 В таком случае, как наш вид, и только он, смог иметь больше всего нейронов в коре головного мозга? Причина может быть довольно прозаической: никакое другое животное не готовит пищу так тщательно, как наши предки 1,5 миллиона назад научились делать это — технология, которую мы продолжаем передавать из поколения в поколение.Как бы грубо это ни звучало, приготовление пищи равносильно предварительному перевариванию пищи до того, как она попадет в рот, что значительно увеличивает количество калорий, которые могут быть эффективно переданы телу, а не переработаны с нуля на ферментной конвейерной ленте, которая является желудочно-кишечным трактом. . 11,12 Мягкие, предварительно переваренные продукты можно полностью превратить в мякоть во рту, что гарантирует, что пищеварительные ферменты будут иметь доступ к каждой проглоченной молекуле, а не только к поверхности едва расщепленных кусочков.

Современные люди не думают о приготовлении пищи как о технологии, но это действительно так. В простейшем определении — это любой объект, система, процесс, знание или идея, которые облегчают решение проблемы. Разновидность Homo , которая изобрела кулинарию, уже была двуногой, с преимуществом перед обезьянами, шагающими на кулаках, в том, что они потребляли меньше энергии, чтобы пройти такое же расстояние, расширяя диапазон поиска пищи и, таким образом, увеличивая вероятность найти пищу. 4 Процесс приготовления пищи основан на самом первом технологическом орудии: каменном орудии, не просто осколке из случайного камня, а о приспособлении, с которым нужно обращаться систематически, и который можно было бы использовать для резки мяса животных, дробления костей или колотых ударов. корнеплоды.Наши человеческие предки, которые первыми изобрели каменные орудия более двух миллионов лет назад, могли использовать их, чтобы прокормить себя более быстро и эффективно, и, таким образом, у них было время, чтобы подойти и решить новые проблемы.

При «холодном» приготовлении (с использованием ножей, кислых маринадов или дробильных инструментов, таких как первые каменные орудия) или «горячем» приготовлении (на огне) больше энергии также приходит за меньшее время, что само по себе компенсирует ответственность Энергичный, богатый нейронами мозг. И еще: поскольку пищу нужно пережевывать до состояния влажной массы, прежде чем ее можно будет проглотить, время, высвободившееся за счет размягчения пищи путем приготовления, теперь можно использовать для более интересных дел, например, для убеждения других пойти с вами на охоту, или попробовать новый способ разжечь огонь, вместо того, чтобы преследовать еще одно копытное существо или выкапывать еще один корень.

Нейронное питание

Как только получение достаточного количества калорий в день для питания большого количества нейронов больше не было проблемой, люди действительно могли начать получать от них пользу. То, что позволяет энергии поддерживать больше нейронов, освобождая время, также обеспечивает больше когнитивных способностей и возможность их использовать. Это давало преимущество, которое, должно быть, было достаточно значительным: всего за 1,5 миллиона лет размер мозга наших предков и только нашего увеличился втрое, поскольку люди с большим количеством нейронов, как правило, жили лучше и лучше, чем у конкурентов. 6 Итак, появился человеческий вид во всей своей нейрональной красе, но все еще ограниченный в когнитивных способностях.

Проблема в том, что мозг с 16 миллиардами корковых нейронов все еще остается просто огромной грудой нейронных Lego, собранных наугад. У нас есть энергия, чтобы позволить себе больше кортикальных нейронов, чем у любого другого вида, и это число теперь предположительно записано в какой-то еще неоткрытой форме в нашем геноме. Но , как именно располагать эти блоки, не определено в наших генах, и, как ни странно, отсутствие этой информации в наших геномах делает кору головного мозга с таким количеством частей такой мощной: она может самоорганизовываться согласно как это используется.Нейроны остаются податливыми даже после того, как они устроены в грубую структуру, заданную генами, как главные автомагистрали между штатами в стране; когда они начинают использоваться, они усваивают информацию из окружающей среды, которая формирует нейронные дороги, улицы и переулки, поскольку они считаются полезными. Чем больше нейронов формирует кору головного мозга, тем больше можно проверить и найти истинные, с которыми можно экспериментировать, и заставить задействованные связи либо усиливаться и укрепляться, либо ослабляться и в конечном итоге теряться.И поэтому наш мозг формируется в зависимости от того, что они делают, с какими проблемами они сталкиваются, какие им удается решить, а какие другие они пытаются решать дальше.

Подобно простому блочному кубу Лего, собранному в соответствии с простейшими инструкциями, а не по ослепительно замысловатой схеме, основанной на годах кропотливых и все более сложных инструкций, достижения первых людей бледнеют по сравнению с тем, что их потомки делают сегодня. Хотя мы не можем знать мысли и сложность ума наших предков, то, чего достигла человеческая биология до того, как приобрела технологию, формирующую его мозг, демонстрирует общий эксперимент, заново проводимый каждым поколением в каждой семье: воспитание младенцев.

Воспитание разума

Это возвращает нас к школьному обучению. Превращение замечательных в количественном отношении биологических возможностей человеческого мозга в реальные способности современного человека — выполнение мысленных математических расчетов, использование одного или нескольких языков и перевод между ними, разработка многостороннего плана, чтобы куда-то ориентироваться, поставить мат или построить новую отрасль. — это совсем другая история: история технологических достижений и культурной трансляции. Но это тоже стало возможным благодаря тем же самым 16 миллиардам корковых нейронов.Удалите все технологии или одно-единственное поколение передачи достаточному количеству людей, чтобы воплотить все его разнообразное богатство, и человечество будет восстановлено на своей биологической основе: человеческие способности без способностей. 13

Я могу иметь докторскую степень. в нейробиологии, но будь я одним из немногих, кто пережил вирусный апокалипсис, с которого началась эта дискуссия, я все равно не знал бы, как сделать бумагу и карандаш, чтобы записать то, что я узнал о работе мозга, и, честно говоря, это не очень важно.Те выжившие, которые обладали ноу-хау в изготовлении карандашей и бумаги, скорее всего, не смогли собрать ни велосипед, ни тем более машину или даже тостер. Я также, скорее всего, не справился бы с более приземленными задачами, такими как поиск питьевой воды и неядовитых растений для еды, ежедневный переход в безопасное убежище, предсказание, когда сажать и когда собирать урожай, когда убивать и когда разводить. Неважно рассчитывать, сколько камней я могу безопасно сложить в колонну или сколько прутьев я должен связать вместе, чтобы они поддерживали крышу над моей головой.

А как насчет того, чтобы разработать план канализации и питьевой воды, спроектировать многоэтажное здание, разработать концепцию микробов и антител и, следовательно, вакцин и лекарств, разработать анестезию для временного отключения боли и самого нашего сознания, чтобы Можно открыть тело и работать с ним, предлагая использовать маленькие зеленые листочки в качестве заполнителей для работы, придумывая неосязаемые кодексы того, что правильно, а что нет, придумывая стратегию переговоров о мире во всем мире? Либо мы можем научиться подобным вещам от тех, кто был до нас, либо мы должны каждый раз разгадывать их заново.

Сейчас нас так много, что каждый человек может формировать свои биологические возможности, которые приходят с этими 16 миллиардами корковых нейронов, с индивидуализированной информацией в соответствии с его или ее потребностями, желаниями и предпочтениями в пределах своих возможностей. Больше не заботясь о том, чтобы в каждом сообществе было достаточно целителей, охотников, строителей и силовиков, у нас теперь так много умов, чтобы формировать их когнитивные способности, что мы можем принять эти способности как должное и обмануть себя идеей, что образование является необязательным, знакомство с идеями некоторых, кто был до нас, чтобы мы могли «встать на плечи гигантов» и «не повторять ошибок прошлого.«Пока каждый ребенок имеет возможность ходить в школу, будет достаточно верить в то, что простое осознание прошлого является причиной, по которой они ходят в школу.

Но это не так. Нам нужно образование, потому что наших 16 миллиардов корковых нейронов, большинство из любых других видов, достаточно, чтобы сделать нас биологически людьми, но недостаточно, чтобы сделать нас современными людьми. Нас должны учить те, кто были до нас; мы нуждаемся в их способах мышления, знаниях и технологиях, чтобы ассимилировать в нашей коре знания и ноу-хау человечества в целом в рамках систематически контролируемой программы, которая становится все более сложной и продолжительной, которая формирует наш мозг и держит их готовыми передать это еще раз.Чем больше технологий будет передано, тем больше потребуется обучающих технологий — этих систем и процессов для систематической передачи информации.

И поскольку ни один человек больше не может удерживать в своем мозгу все знания, накопленные нашими предками, нам нужно как можно больше мозгов, чтобы их можно было сформировать в школе, чтобы достаточно научиться разводить огонь и гончарные изделия, в то время как другие учатся готовить еду для массы или деликатесы для избранных; достаточно научиться делать сталь из руды, а другие научатся гнуть и собирать из нее небоскребы; достаточно научиться жонглировать звуковыми паттернами, которые производят наш язык, и вплетать их значения в истории о том, откуда мы пришли и куда мы могли бы пойти отсюда, и связывать их с символами, которые достаточно известны, чтобы снова расшифровать их значение; и достаточно научиться этому снова и снова.

Вот, вкратце, почему каждое человеческое поколение должно ходить в школу: чтобы сохранить возможность того, что наши потомки будут продолжать учиться превращать свою человеческую биологию в человечество снова, и снова, и снова.

Раскрытие финансовой информации: У автора нет сведений о конфликте интересов.

Ссылки

  1. Azevedo FAC, Carvalho LRB, Grinberg LT, Farfel JM, Ferretti REL, Leite REP, Jacob Filho W., Lent R, Herculano-Houzel S (2009).Равное количество нейрональных и ненейронных клеток делает человеческий мозг изометрически увеличенным мозгом приматов. Журнал сравнительной неврологии 513, 532-541.
  2. Fonseca-Azevedo K, Herculano-Houzel S (2012) Метаболические ограничения требуют компромисса между размером тела и количеством нейронов мозга в процессе эволюции человека. Proc Natl Acad Sci USA 109, 18571-18576.
  3. Herculano-Houzel S, Kaas JH (2011) Мозг гориллы и орангутана соответствует правилам масштабирования приматов: значение для эволюции гомининов.Эволюция поведения мозга 77: 33-44.
  4. Либерман Д.Е. (2014) История человеческого тела. Винтаж, Нью-Йорк.
  5. Herculano-Houzel S (2012) Замечательный, но не выдающийся человеческий мозг как увеличенный мозг приматов, а также связанные с ним затраты и преимущества. Proc Natl Acad Sci USA 109: 10661-10668.
  6. Herculano-Houzel S (2016) Преимущество человека: новое понимание того, как наш мозг стал выдающимся. MIT Press, Кембридж.
  7. Шанахан М., Бингман В.П., Шимицу Т., Уайлд М., Гюнтюркюн О. (2013) Крупномасштабная сетевая организация в переднем мозге птиц: матрица связности и теоретический анализ.Front Comput Neurosci 7, 89.
  8. Эмери Н.Дж., Клейтон Н.С. (2004) Менталитет ворон: конвергентная эволюция интеллекта у врановых и обезьян. Science 306, 1903–1907.
  9. Herculano-Houzel S (2017) Число нейронов как биологические корреляты когнитивных способностей. Curr Opin Behav Sci 16, 1-7.
  10. Herculano-Houzel S (2011) Масштабирование метаболизма мозга с фиксированным энергетическим балансом на нейрон: последствия для нейрональной активности, пластичности и эволюции. PLoS One 6, e17514.
  11. Wrangham RW (2009) И вспыхнет пламя: как приготовление пищи сделало нас людьми. Основные книги, Нью-Йорк.
  12. Цинк К.Д., Либерман Д.Е. (2016) Влияние мяса и методов обработки пищевых продуктов нижнего палеолита на жевание человека. Природа 531, 500-503.
  13. Генрих Дж. (2015) Секрет нашего успеха: как культура движет эволюцией человека, приручает наш вид и делает нас умнее. Издательство Принстонского университета.

Человеческие навыки: определения и примеры

Социальные навыки, или человеческие навыки, становятся все более востребованными работодателями, поскольку клиенты обычно предпочитают вести бизнес с организациями, которые им нравятся и которым они доверяют.Если вы хотите преуспеть в личном и профессиональном плане, вам необходимо развивать и продавать свои человеческие навыки. В этой статье мы рассмотрим определение человеческих навыков, предоставим вам примеры, дадим способы улучшения человеческих навыков и предложим идеи о том, как вы могли бы выделить свои собственные развивающиеся человеческие навыки.

Связано: Мягкие навыки: определения и навыки

Что такое человеческие навыки?

Человеческие навыки — это навыки, которые мы используем, чтобы общаться друг с другом.Тот, кто обладает сильными человеческими навыками, скорее всего, очень хорошо разбирается в социальных сетях в деловых целях. Человек с сильными человеческими навыками легко привлекает аудиторию, потенциального или текущего покупателя. Они могут общаться с людьми, и эти люди чувствуют, что знают человека лично.

Люди с сильными человеческими навыками излучают радушное тепло, частью которого хочет быть большинство людей. Это выгодно как на личном, так и на профессиональном уровне.

Примеры человеческих навыков

Вот несколько примеров человеческих навыков:

  • Общение
  • Понимание языка тела
  • Сочувствие
  • Самосознание
  • Мышление роста

Общение

Хорошее общение

навыки — основа любых отношений.Не умея хорошо общаться, мы часто сбиваемся с толку и все искажается. Квалифицированным коммуникаторам доверяют, и они эффективно передают мысли или потребности.

Хороший коммуникатор может достичь всех уровней организации от коллег до руководства. Они преуспеют как в электронной переписке, так и в личном общении. Ключом к хорошему общению является также сильное умение слушать. Важно слышать, что вам говорят.

Связано: 4 типа общения

Понимание языка тела

Поскольку большая часть общения невербальна, способность читать язык тела является очень важным навыком, который нужно освоить.Человек выражает эмоции тем, как он стоит, независимо от того, смотрит он в глаза или нет, и даже наклон головы. Вы можете изучить секреты расшифровки языка тела и применить эти навыки в таких областях, как продажи, поддержка клиентов и общение. Обладая этими навыками, вы будете знать, кто восприимчив к вашему сообщению, а кому нужно немного больше убедительности.

Связано: Навыки невербальной коммуникации: определение и примеры

Эмпатия

Эмпатия — один из самых известных навыков межличностного общения в наши дни.Сочувствие означает, что вы способны понимать мнения и предубеждения других, а также то, как их собственная история или положение могут влиять на их мысли и реакции. Это может помочь вам в таких областях, как маркетинг и отношения в целом.

Сочувствие означает, что вы отказываетесь от суждений и сосредотачиваетесь на понимании чужой точки зрения. Он может быть очень мощным в установлении отношений, а также в убеждении других. Например, полезно понять, на что они повлияли, прежде чем разрабатывать кампанию, побуждающую их делать то, что вы просите.

Самосознание

Самосознание — это понимание предубеждений и проблем, которые могут возникнуть в вашей собственной жизни. Наш опыт часто определяет наше отношение, а самосознание означает, что вы осознаете и понимаете эти вещи, что дает вам возможность выйти за их рамки.

Установка на рост

Эта модная фраза часто используется в отношении инноваций в бизнесе, но установка на рост также может быть применена к вашему взгляду на личное развитие. Утверждать, что у кого-то есть установка на рост, означает, что он не удовлетворен существующим положением вещей.Например, человек с установкой на рост будет сосредоточен на том, чтобы стать лучше и расширить свои знания в личном и профессиональном плане. Многие работодатели нанимают людей, которые могут служить примером установки на рост, потому что это означает, что кандидат, как правило, более склонен к изменениям, чем тот, кто не поддерживает рост.

Как улучшить человеческие навыки

Улучшение человеческих навыков часто включает:

Получение обратной связи

Попросите обратную связь, чтобы понять, какие области предлагают наибольший потенциал для улучшения.Организации, которые используют всестороннее понимание профессионального роста, могут помочь сотруднику увидеть потенциальные области для улучшения на всех уровнях.

Включите конструктивную критику

Включите возможности обучения и конструктивную критику, которую вы получили из отзывов. Ищите закономерности и области для улучшения. Если один человек предлагает улучшение, за комментарием может стоять личная предвзятость. Но если их комментарий повторяется несколькими источниками, вероятно, это хорошая область для работы.

Составьте план

Обсудите с вашим менеджером, наставником или другом идеи, как вы можете действовать в соответствии с предложениями. У вас больше шансов изменить свое поведение и стать лучше в предложенной области, если вы наметите план действий, как вы это сделаете. Например, желание стать лучшим слушателем — это только начало. Вы должны составить план того, как вы больше не будете проводить разговоры, думая о том, что вы скажете дальше. Вместо этого обращайте внимание на то, что говорит другой человек, пока не придет ваше время говорить.

Тогда вместо того, чтобы добавлять свое мнение или опыт, попросите их дать дополнительные разъяснения или объяснения того, что они говорят. Это поможет вам лучше слушать и заставит их чувствовать себя более ценными, потому что вы проявляете интерес к тому, что они говорят.

Практика

Если вы хотите улучшить определенный человеческий навык, вы должны попробовать его несколько раз, чтобы преуспеть в нем. Выработайте привычку к новой практике, чтобы добиться в ней успеха. Это означает включение человеческих навыков во все аспекты вашей личной и профессиональной жизни.Например, умение быть хорошим слушателем в личной жизни, но не в профессиональной, не поможет вам полностью овладеть этим навыком. Для этого вам нужны повторение, практика и подкрепление. Попробуйте возможность стать волонтером для дополнительной практики. Например, если вы хотите лучше слушать, работа волонтером в доме престарелых создает прекрасную возможность испытать свои новые навыки.

Как выделить человеческие навыки

Независимо от того, родились ли вы с ними или много работали над их приобретением, работодатели ценят человеческие навыки.Чтобы произвести впечатление на менеджера по найму, вам нужно доказать, что у вас есть человеческие навыки. В этой ситуации, например, недостаточно сказать, что вы хороший коммуникатор. Вы должны привести примеры, но человеческие навыки сложно проиллюстрировать. Вот несколько способов их выделить:

Покажите мыслительный процесс

Во время собеседования вы находитесь в уникальном положении, чтобы иметь возможность рассказать о себе и своих достижениях. Вместо того, чтобы каждый ответ на вопрос интервью был просто о том, что вы сделали, поговорите с мыслительным процессом, лежащим в основе ваших действий.

Пройдите курс

Самый простой способ подчеркнуть мастерство человеческих навыков — это пройти курс в нем и получить оценку или сертификат. Это легко можно добавить в резюме.

Волонтер

Позиция волонтера помогает продемонстрировать развитие человеческих навыков, и о ней легко говорить в этих терминах. Например, вы можете вступить в торговую палату и войти в комитет их посла, чтобы лучше понять различные стили лидерства, чтобы вы могли улучшить свой собственный.

Просите о дополнительной работе или заданиях

Профессиональная практика может помочь вам улучшить в выбранной вами области. Например, если вы хотите научиться лучше общаться, вы можете спросить своего руководителя, можете ли вы помочь человеческим ресурсам в комитете, работающем над изменением корпоративной культуры. Иногда существуют межведомственные группы и другие специальные проекты, которые могут помочь вам поработать в желаемой области для получения большей практики.

Границы | Нейронные и генетические основы человеческих способностей

Введение

Понимание различий в чертах человеческих способностей, таких как познание, эмоции или поведенческие наклонности, было областью большого интереса в области нейропсихологии.Использование таких способностей может облегчить нейропсихиатрическую диагностику и лечение, а также позволяет прогнозировать индивидуальные риски. Это может помочь понять причины различных состояний, таких как хроническая боль (Alais et al., 2010; Vachon-Presseau et al., 2016), нарушения развития нервной системы (Barch et al., 2019), аутизм (Happé and Frith, 1996). , реабилитация после инсульта (Carlozzi et al., 2017; Johnson et al., 2017), болезнь Альцгеймера (Snyder et al., 2011) и другие психоневрологические состояния (Hayden et al., 2018). В то время как личностные черты широко изучаются (Gerlach et al., 2018), человеческие способности, включая поведенческие и неврологические функции, все еще недостаточно изучены.

Человеческие способности по сравнению с личностью менее четко определены. Однако набор инструментов Национального института здоровья (NIH), который обеспечивает единую оценку неврологической и поведенческой функции, дает количественную оценку их широкого спектра. Он сочетает в себе различные наборы показателей, включая шкалы эмоциональных, когнитивных, моторных и сенсорных функций, чтобы обеспечить полный спектр индивидуальных оценок, что делает этот набор данных естественным кандидатом для определения человеческих способностей.Было показано, что измеренные параметры реакции чувствительны и эффективны при обнаружении тонких различий между участниками, а основные характеристики способностей, описываемые отдельными задачами, такие как когнитивные и двигательные навыки, хорошо изучены (Gershon et al., 2013) . Его актуальность для медицинских исследований хорошо известна, демонстрируя полезность, например, при клиническом инсульте (Carlozzi et al., 2017), классификации инвалидности (Hessl et al., 2016) и восстановлении после травм головного мозга (Tulsky et al., 2017). .Кроме того, ожидается, что человеческие способности будут предсказывать реальные результаты, такие как социально-экономический статус, уровень образования и проблемы со здоровьем, точно так же, как это делают личностные черты (Eisenberg et al., 2019).

Помимо предоставления полной основы человеческих способностей, мы исследовали их биологическое происхождение. Мы использовали данные крупномасштабного анализа независимых компонентов (ICA) для молодых взрослых в рамках проекта Human Connectome Project HCP (Van Essen et al., 2012), чтобы определить, представлены ли эти черты способностей такими свойствами мозга, как морфология и функциональная связность.

Кроме того, мы оценили, играет ли наследственность роль в определении черт способностей, с целью оценить, насколько вариативность конкретной черты способностей обусловлена ​​факторами окружающей среды и генетическими различиями. Мы предположили, что черты способностей со значительными корреляциями в биологии мозга также будут демонстрировать значительную наследуемость, поскольку оба они указывают на общую биологическую основу.

Методы

В этом разделе мы покажем, как мы построили статистические модели, лежащие в основе анализа, и какие решения были приняты на каждом этапе процесса.Становится ясно, что каждый шаг мотивирован данными; все параметризации естественны для этих наборов данных.

Данные

В нашем первоначальном анализе мы использовали нормативный набор данных NIH Toolbox (Gershon, 2016), который содержит данные от здоровых субъектов на протяжении всей их жизни. Возраст 17 лет и младше тестируется по-разному, поэтому мы сосредоточились на возрастах 18 лет и старше. Кроме того, мы сделали выводы, используя данные из базы данных 1200 молодых взрослых (в возрасте 18–35 лет) проекта Human Connectome Project (HCP) (Van Essen et al., 2012). В данных HCP мы использовали как оценки NIH Toolbox, так и структурированные данные по семье, что позволило идентифицировать близнецов, братьев и сестер, а также половинных братьев и сестер. Это позволило нам провести параллели с исходными нормативными данными NIH Toolbox и связать их с результатами наследуемости. Кроме того, также из выпуска данных HCP 1200, мы извлекли данные структурной и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

Сначала данные были отфильтрованы, и были включены только оцененные NIH Toolbox переменные, присутствующие в обоих наборах данных.Статистический анализ проводился без учета возраста и пола (данные NIH Toolbox используют пол вместо биологического пола) в дополнение к другим демографическим переменным. Позже они были использованы для анализа природы тематических кластеров. Набор конечных переменных приведен в дополнительной таблице 4 и используется как в наборе нормативных данных NIH Toolbox, так и в данных HCP для молодых взрослых. Включена 31 переменная в когнитивной, моторной, сенсорной и эмоциональной областях.

Чтобы избежать чрезмерного условного исчисления, были включены только участники в возрасте 18 лет и старше, которые сообщили о более чем 70% рассматриваемых переменных.Из набора данных HCP были исключены все участники с проблемами контроля качества в фМРТ. 778 HCP субъектов в возрасте от 18 до 35 лет остались в группе (дополнительный рисунок 1). Показатели силы хвата и ловкости в наборе инструментов напрямую выводятся из исходных оценок. Мы используем их как в наборе данных NIH Toolbox, так и в наборе данных HCP.

После фильтрации индивидуальные оценки для наборов данных были масштабированы. Окончательные нормативные данные NIH Toolbox были стандартизированы до среднего нуля и стандартного отклонения, равного единице.Данные HCP были масштабированы этими значениями NIH Toolbox для обеспечения совместимости между двумя наборами данных: мы определили среднее значение и стандартное отклонение для каждой переменной нормативных данных NIH Toolbox и с их помощью оценили по z-шкале соответствующие данные HCP Toolbox.

Факторный анализ

Сначала мы уменьшили размерность данных. Это раскрывает лежащие в основе обобщенные переменные и может использоваться для уменьшения шума (Revelle, 2009). Мы протестировали методы главного компонента (PCA) и факторного анализа (FA) и сравнили их по вероятности.В моделях факторного анализа часть модели, описывающая ошибку, обрабатывается более гибко, в отличие от главных компонентов (Hastie et al., 2009) (дополнительный рисунок 2A). Основные компоненты моделируют ошибку с помощью ковариационной матрицы σ 2 𝕀, где 𝕀 — это тождество, а факторный анализ ослабляет ее до ∝diag (σ12, σ22,…, σN2).

Параллельный анализ (Horn, 1965) использовался для получения оптимального количества компонентов. Этот подход сравнивает собственные значения ковариационных матриц: одно для нормативных данных NIH Toolbox и одно на основе белого шума.Факторы, соответствующие собственным значениям, меньшим, чем коэффициенты ковариации шума, были отброшены (дополнительный рисунок 2B). Здесь мы выбираем четыре фактора для описания нормативного набора данных NIH Toolbox. Этот выбор является консервативным в отношении того, сколько функций включать. Декомпозиции факторного анализа уникальны только до ротации (Hastie et al., 2009), поэтому есть некоторая свобода выбора точного состава скрытых переменных. Чтобы минимизировать перекрытие между ними, мы выбрали вращение варимакс (Kaiser, 1958).Это максимизирует дисперсию квадратов нагрузок по столбцам, что приводит к наиболее блочно-диагональной форме матрицы нагрузок. Другими словами, коэффициенты переменных, которые способствуют множеству скрытых факторов, сведены к минимуму. Мы используем готовую реализацию ротации факторов в Python (mvds314, 2017). Эти повороты не влияют на группировку предметов. Для данных HCP была проведена идентичная факторная декомпозиция. Дополнительный рисунок 2B показывает, что такое же количество факторов влияет на набор данных HCP.

Кластеризация

Кластерный анализ используется для демонстрации эквивалентности характеристик способностей в нормативном документе NIH Toolbox и наборе данных HCP. Мы группируем данные с использованием моделей гауссовой смеси (GMM). Преимущество использования этих алгоритмов по сравнению с более непосредственными алгоритмами, такими как кластеризация k-средних, заключается в их обобщаемости: любая точка в факторном пространстве может однозначно и легко отображаться в кластер. Эквивалентно каждой точке в координатном пространстве назначается вероятность находиться в пределах любого кластера.Численно ряд гауссовых распределений соответствует плотности точек данных в четырехмерном факторном пространстве. С K гауссовскими компонентами его математическая форма p (x) = ∑k = 1KπkN (x | μk, Σk), и каждая гауссова плотность N (x | μk, Σk) сосредоточена вокруг своего среднего значения μ k с ковариация Σ k и взвешивается с помощью π k , что позволяет использовать кластеры разного размера.

Мы используем scikit-learn, чтобы подогнать эту модель к данным (Pedregosa et al., 2011). Для этого подхода выбираются сферические ковариационные матрицы, чтобы свести сложность модели к минимуму.

Количество кластеров нужно определять отдельно. Мы используем байесовский информационный критерий (BIC) (Schwarz, 1978) и индекс Rand (Rand, 1971), чтобы получить это значение. BIC учитывает вероятность сложности модели и дает количественный результат для получения оптимального значения. Индекс Rand, с другой стороны, является более прямым измерителем эффективности кластеризации и сравнивает различные разделы набора данных в отношении того, были ли пары субъектов внутри каждого кластеризованы вместе или нет.Скорректированный индекс Rand, равный 1, указывает на полное перекрытие между разделами кластера, тогда как значение 0 указывает, что никакие пары в одном разделе не были сгруппированы вместе в другом разделе. Подробности нашей реализации можно найти в Von Luxburg (2010).

Весь анализ проводился с учетом индивидуальных ответов только на задачи NIH Toolbox. Мы специально исключили исходную информацию из анкет, такую ​​как возраст, пол и этническая принадлежность. Факторный анализ уже обобщает переменные, а кластеризация разделяет предметы.Мы сравнили общее представление этих ковариат по четырем кластерам. Для возраста и пола мы наносим на график долю каждого из них в кластере. Та же модель GMM была применена к набору данных HCP. Между самым большим выбросом и остальными кластерами было проведено попарное тестирование t . Кластер с наибольшим отклонением от среднего по каждой переменной определяется как этот выброс. Результаты отображаются в дополнительных таблицах 1, 2. Состав кластера и количество кластеров в виде степеней свободы были протестированы с использованием различных методов кластеризации (k-средних, иерархический), чтобы подтвердить, что они не зависят от фактически используемого алгоритма.

Морфология мозга и возможности подключения

HCP предоставляет данные о морфологии и связях мозга. Мы проверили взаимосвязь между ними и чертами способностей, найденными в нормативных данных NIH Toolbox. Мы регрессировали свойства мозга по четырем скрытым чертам способностей.

В качестве переменных мы включили как морфологические данные, так и данные о связности. Данные HCP FreeSurfer (Fischl, 2012) содержат около 200 переменных, а HCP предоставляет данные о подключении от ~ 15 2 до ~ 300 2 функций — матриц корреляции независимых компонентов (IC) для каждого участника.Числа в квадрате указывают на то, что данные состоят из подключений, а не микросхем. Технически с n IC можно получить n (n-1) 2 = O (n2) уникальных характеристик. Предоставляется несколько уровней обработки данных о подключении, из которых мы использовали наиболее обработанные «проанализированные» данные, в которых пространственные искажения были минимизированы, а данные были согласованы по модальностям и по субъектам с использованием соответствующей регистрации на основе объема и поверхности. методы (Glasser et al., 2013; WU-Minn, 2017).Сначала мы получаем лучший набор данных, используемый для прогнозного моделирования, из всех следующих комбинаций: (1) Любое количество независимых компонентов предоставленных данных (15, 25, 50, 100, 200, 300). (2) Два вида матриц связности, рассчитываемых на их основе: netmats1 и netmats2. (3) взаимосвязь по сравнению с узловыми степенями и (4) включение возрастных и гендерных переменных. Самый предсказуемый набор данных — это тот, который дает ближайшую L1-регуляризованную регрессию в своей 30% -ной выборке. Параметр L1 оптимизирован в выборке (IS).

Netmats1 означает использование полной нормализованной временной корреляции между таймсериями каждого узла и каждым другим. Это относительно простой подход, но он имеет различные практические недостатки и недостатки интерпретации (Smith, 2012). Netmats2 использует частичные временные корреляции между таймсериями узлов. Это нацелено на оценку силы прямого соединения лучше, чем достигается при полной корреляции. Чтобы немного улучшить оценки частных коэффициентов корреляции, применяется небольшая регуляризация L2 (установка ρ = 0.01 в параметре netmats Ridge Regression в FSLNets) (Smith et al., 2014; WU-Minn, 2017). Для узловых градусов мы рассчитали градусы для плотностей от 1% до 10% с шагом 1%.

После выбора наилучших входных данных мы регрессируем эти предикторы по признакам способности для получения прогнозной модели. Чтобы оценить обобщаемость наших результатов и надежность моделей, исходная выборка из n = 778 участников HCP была снова разделена на две подвыборки: обучающая (IS, 70%) и тестовая (OOS, 30%), независимо от вышеупомянутого раскола.Для обучения модели и оптимизации ее гиперпараметра регуляризации в обучающем наборе данных была выполнена вложенная перекрестная проверка (5-кратная перекрестная проверка). Мы смоделировали данные, используя L1-регуляризованную линейную регрессию. Регуляризация L1 помогает экономить модели за счет выбора функций и обобщения, сохраняя небольшие параметры. Оптимальный параметр регуляризации позволяет избежать чрезмерного или недостаточного соответствия модели. Все предикторы включаются в регрессию одновременно, количество используемых предикторов зависит от размера параметра регуляризации.Это оставляет одну оптимальную модель для каждой из вышеперечисленных комбинаций данных. Мы рассчитали степень согласия r 2 на тестовом наборе данных. Из этой процедуры мы выбрали нашу эталонную модель с максимальным OOS r 2 .

Эта модель используется для оценки общих результатов r 2 и статистической значимости. Однако, чтобы сообщить о свойствах мозга, имеющих отношение к нашему обсуждению, мы увеличили параметр регуляризации примерно в два раза с 0.05 до 0,095. Увеличение этого значения до 0,1 существенно ограничивает количество переменных, поэтому мы сохранили это значение на уровне 0,095. Степень соответствия OOS r 2 снижается всего на 5% (с r 2 = 0,317 ± 0,017 до r 2 = 0,305 ± 0,021) при использовании только 1/10 оптимального количества функций (~ 40 вместо ~ 400). Учитывая это свидетельство, мы основали нашу интерпретацию признаков на этих более регуляризованных моделях.

Чтобы избежать чрезмерной подгонки к разделению на обучающий тест и другим случайным событиям, таким как выбор перекрестной проверки, которые имеют большое влияние на результаты, ансамбль моделей получается путем выполнения этой процедуры выбора модели 100 раз.Это влечет за собой разделение данных на обучающую и тестовую выборки и оценку результатов с использованием многократной перекрестной проверки. Разделение на обучающий тест оказало существенное влияние на результаты, но выполнение всех разделений данных несколько раз усредняет эти эффекты.

Обратите внимание, что получение точно настроенных результатов из определенных разделений поезд-тест является распространенным источником систематической ошибки подтверждения (Klayman and Ha, 1987; Klayman, 1995). Благодаря нашему ансамблевому подходу мы избегаем этой ловушки за счет того, что нам приходится иметь дело с множеством моделей.Этот недостаток, однако, позволяет нам получить надежный набор функций: мы описали только те переменные, которые содержатся в более чем 80% модельного ансамбля.

Данные о подключении HCP объединяют пронумерованные ИС. Чтобы идентифицировать большие сети мозга из этих IC, мы использовали процедуру сопоставления шаблонов с использованием шаблонов канонических сетей (Shirer et al., 2012; Altmann et al., 2015). Каждая IC коррелировалась со всеми каноническими сетевыми шаблонами, и наибольшая корреляция определяла отображение (см. Дополнительный рисунок 6).Индивидуальные шаблоны ICA были созданы с использованием вокселей, отличных от 0, и с оценкой z выше 99 процентилей. Для визуализации мы использовали программу просмотра BrainNet (Xia et al., 2013).

Для дальнейшей характеристики и интерпретации этих результатов мы использовали Neurosynth (Yarkoni et al., 2011; Gorgolewski et al., 2015) для декодирования функциональной активности мозга, связанной с каждой из этих индивидуальных сетевых карт ICA.

Neurosynth — это крупномасштабная база данных функциональных данных нейровизуализации, которая может отображать любое изображение связи мозга с базой данных метаанализа.Neurosynth использует обратный вывод всего мозга, чтобы связать определенные термины с картами мозга. Эта функция («декодер») позволила нам извлекать слова и свойства, часто связанные с областями мозга, покрытыми ИС HCP. Мы создали облака слов из наиболее коррелированных слов, отфильтровывая дескрипторы морфологии мозга (дополнительный рисунок 7). Отдельные ИС описывают разные темы, и, как и ожидалось, ИС, классифицированные как равные канонические сети, имеют схожие темы.

Наследственность

Данные HCP 1200 также содержат информацию о семейной структуре субъектов.Эта информация использовалась для идентификации субъектов по 4 категориям: монозиготные (MZ) близнецы, дизиготные (DZ) близнецы, полные братья и сестры (не близнецы) и полные братья и сестры. Используя эту информацию, мы вычислили среднее евклидово расстояние пар точек данных в пределах данных HCP в пространстве черт способностей для MZ, DZ, полных братьев и сестер, полукровных братьев и сестер и неродственных участников (рис. 4A).

Чтобы оценить наследуемость черт способностей, мы следовали модели ACE (Everitt, 2005): чтобы вычислить компоненты наследуемости, мы сравнили коэффициенты регрессии в пределах MZ с данными внутри DZ, используя формулу Фальконера (Falconer, 1960).Наш набор данных невелик, поэтому мы использовали этот более простой подход, а не моделирование структурным уравнением, которое используется в других местах в литературе (Lynch and Walsh, 1998; Hill, Mackay, 2004; Visscher et al., 2008; Boker et al., 2011). .

Следуя модели ACE, можно было оценить относительный вклад аддитивной генетической дисперсии (A), общей дисперсии окружающей среды (C) и идиосинкратической дисперсии среды (E) для каждого признака способностей. Формула Фальконера предполагает, что близнецы MZ имеют 100% общих генетических и общих компонентов окружающей среды, поэтому rMZ2 = A + C, тогда как близнецы DZ имеют 50% своих генетических и 100% общих компонентов окружающей среды: rDZ2 = 12A + C.У нас также есть A + C + E = 1. Здесь r 2 — коэффициенты корреляции для линейных регрессий любой переменной, охватываемой пространством пар близнецов.

Обратите внимание, что эти допущения являются довольно ограничительными по сравнению с подходами к моделированию структурным уравнением. Например, взаимодействия генетика и окружающей среды (Purcell, 2002; Caspi and Moffitt, 2006) здесь не моделируются.

Эти три допущения можно использовать для расчета вкладов трех компонентов из двух коэффициентов регрессии для пар MZ и DZ.В литературе этот генетический компонент известен как наследуемость в широком смысле H 2 . Мы рассчитали эту меру для компонентов из уменьшения размерности в дополнение к исходным переменным. Наследственность сообщается только для переменных и характеристик способностей, где регрессия для пар близнецов MZ и DZ была статистически значимой ( p <0,05) (Таблица 1).

Таблица 1 . Оценка наследственности черт способностей.

Результаты с поправкой на пол были получены путем линейной регрессии каждой переменной по бинарной гендерной категории и вычитания этого результата. Используя такие остатки регрессии, мы можем пересчитать наследуемость, не разделяя выборку на мужчин и женщин.

Результаты

Фильтрация данных и дизайн исследования

Мы использовали данные нормативного исследования NIH (4852 человека и 172 переменные) (Gershon, 2016) и данные HCP S1200 (1206 человек и 261 переменная) (Van Essen et al., 2012). Фильтрация данных была выполнена до начала анализа данных: только 31 балл NIH Toolbox, присутствующий в обоих наборах данных, был сохранен (рисунок 1 и дополнительный рисунок 1), в то время как некоторые оставшиеся переменные были позже использованы в качестве ковариат. Мы включили только взрослых субъектов (18–85 лет, исключая 3495), которые выполнили все оценки NIH Toolbox, с отсутствующими данными не более чем на 30%, за исключением 74 участников. Были исключены субъекты с проблемами контроля качества фМРТ ( n = 157) на основании заметных анатомических проблем головного мозга, обработки или данных (WU-Minn, 2017).После фильтрации данных 1369 субъектов были сохранены в нормативных данных NIH и 778 субъектов — в наборе данных HCP. Отсутствующие данные были заменены средними значениями, поскольку общее количество отсутствующих данных было низким (2,7%), а консорциум NIH Toolbox рекомендует среднее вменение (Slotkin et al., 2012).

Рисунок 1 . Структура статьи. (1) Данные набора инструментов NIH из нормативного исследования и HCP были отфильтрованы, в первоначальный анализ были включены только данные о способностях. (2) Уменьшение размерности 31 переменной было выполнено с выявлением четырех характеристик способностей.(3) Набор данных HCP используется для связи функций мозга с характеристиками способностей и (4) для определения наследуемости индивидуальных черт способностей и сетей мозга.

Черты способностей

Здесь мы использовали набор инструментов для оценки NIH Toolbox, чтобы охватить базовое пространство для человеческих способностей. Чтобы извлечь основные черты способностей, мы провели снижение размерности факторного анализа. Это определило черты способностей как комбинации задач исходного набора инструментов; мы не включали какие-либо демографические характеристики на этом этапе анализа.Впоследствии четыре основных характеристики способностей объяснили все 31 переменную NIH Toolbox вплоть до внутреннего шума (дополнительный рисунок 2B), который объясняет 87,6% общей дисперсии. Черты способностей были интерпретированы на основе их факторов нагрузки как: (1) двигательная выносливость, (2) эмоциональная обработка, (3) исполнительная и когнитивная функция и (4) социальное взаимодействие (рис. 2). Обратите внимание, что нагрузки на наши черты чередуются по отношению к каноническим областям набора инструментов: познанию, эмоциям, сенсорным и моторным функциям.

Рисунок 2 . Снижение размерности раскрывает черты способностей. Фактор нагрузки с точки зрения отдельных переменных набора инструментов NIH. Факторный анализ, проведенный на 31 индивидуальной переменной набора инструментов NIH, выявил 4 характеристики вращаемых способностей варимакс: (1) двигательная выносливость, (2) эмоциональная обработка, (3) управляющая и когнитивная функция и (4) социальное взаимодействие. На рисунке подавлены нагрузки менее 0,3. Аббревиатуры сопоставлены с переменными набора инструментов NIH в дополнительной таблице 4.Переменные ловкости умножаются на отрицательные, потому что исходное значение представляет время до завершения теста, поэтому большие значения указывают на худшую производительность. Однако все остальные переменные следуют соглашению, согласно которому более высокие значения представляют лучшую производительность теста.

Для дальнейшей оценки этих свойств мы исследовали, влияют ли свойства мозга (морфология и связность), предоставленные набором данных HCP, на характеристики способностей, описанные здесь.

Связывание данных HCP

Данные

HCP были использованы для вывода свойств мозга и степени наследственности четырех черт способностей.Чтобы показать, что оба набора данных — нормативный NIH и HCP — регулируются одними и теми же основными чертами, для них был проведен кластерный анализ. Последний определяет группы испытуемых с общими факторными нагрузками. Ковариаты, такие как возраст, пол, социально-экономический статус и образование, затем сравниваются по кластерам. Эквивалентность в нем показывает, насколько значимы четыре характеристики способностей, потому что они обобщаются на наборы данных с разными демографическими данными.

Модели кластеризации обучаются только четырем характеристикам способностей нормативных данных, поскольку черты характера также происходят исключительно из этих данных.На используемые статистические модели данные HCP вообще не повлияли, и они отражают только закономерности, встречающиеся в нормативных данных NIH. После того, как данные HCP были кластеризованы с помощью этой модели, можно сравнивать ковариаты.

И байесовский информационный критерий (BIC), и скорректированный индекс ранда (ARI) отдают предпочтение 4 кластерам участников в нормативных данных (дополнительный рисунок 3A). BIC сравнивает точность статистических моделей с их сложностью. ARI оценивает согласованность подмножеств разделов, созданных моделью кластеризации.Устойчивость была подтверждена применением одного и того же метода кластеризации к разным подмножествам данных и соответствующим расчетом баллов BIC и ARI.

Кластеры обобщают оба набора данных: хотя набор данных HCP содержит данные о более молодых субъектах (от 18 до 35 лет) (дополнительный рисунок 5A), согласие между этими кластерами в отношении возраста и пола является жестким. Распределение этих переменных согласовано по всем кластерам и отражает основную природу их состава.Например, кластер 1 представлен в основном мужчинами, кластеры 2 и 3 в большей степени представлены женщинами в обоих наборах данных, тогда как кластер 4 сильно коррелирует с увеличением возраста (дополнительный рисунок 5B) и поэтому недостаточно представлен в данных HCP.

кластеров HCP также сравниваются с подмножеством нормативных субъектов NIH из той же возрастной группы. Это показывает, что более низкая доля субъектов в кластере 4 и чрезмерная представленность кластера 1 в наборе данных HCP на самом деле является функцией возраста и пола: молодые люди в нормативных данных NIH следуют тем же образцам, что и в HCP, но общее количество перераспределяются между кластерами 1 и 4.Это отклонение вызвано гендерным соотношением в этих наборах данных: данные HCP представляют гораздо более низкую гендерную представленность — 1,24 женщины на мужчину по сравнению с нормативным набором данных NIH — 1,78. Соотношения субъектов в наборе данных HCP аналогичны в их первых двух возрастных группах данных NIH (дополнительный рисунок 5B показывает это подробно). С учетом гендерных и возрастных различий мы показали, что черты способностей являются обобщающими. Обратите внимание на сильную зависимость пола и возраста в кластерах 1 и 4: пол и возраст были исключены из анализа исходных данных, тем не менее, эти нескорректированные данные показывают их сильную кластеризацию.

Кроме того, четыре характеристики способностей объясняют аналогичное количество дисперсии данных (81% в наборе данных HCP против 87% для нормативных данных NIH), и оба набора данных подтверждают четыре основных характеристики способностей (см. Дополнительный рисунок 2). Следовательно, эти черты способностей обнаруживают адекватную конвергентную и дискриминантную валидность.

Морфология мозга и возможности подключения

Пока что мы сосредоточились на описании человеческих способностей, коренные причины этих различий остаются неуловимыми. В какой степени свойства мозга могут предсказать результаты этих способностей? Используя морфологические данные, такие как объем и толщина ткани, в сочетании со средней силой функциональной связи между крупномасштабными сетями, мы оценили взаимосвязь между этими биологическими свойствами и способностями человека.Вначале мы регрессировали свойства мозга по четырем характеристикам способностей.

Связи мозговой сети были взяты из ICA, предоставленного HCP (Van Essen et al., 2012). 15 2 -300 2 функций, соответствующих 15–300 независимым компонентам. Данные HCP FreeSurfer (Fischl, 2012) содержат около 200 морфологических переменных.

Функциональные связи с 50 независимыми компонентами лучше всего проявили себя при регрессии свойств мозга по сравнению с характеристиками.Для функций связи мозга предпочтение отдается более строго упорядоченному набору данных сетевых матриц функциональных соединений (netmats2) HCP. Netmats2 нацелен на оценку силы прямого подключения лучше, чем netmats1 (см. Раздел Методы: морфология мозга и подключение). Модель, одобренная данными, включает гендерные, морфологические переменные и переменные связности, в общей сложности около 400 характеристик. Однако, поскольку нас в первую очередь интересовала интерпретация модели, мы снизили сложность этой модели, удвоив ее коэффициент регуляризации по сравнению с оптимальным значением (подробности в разделе «Методы: морфология мозга и взаимосвязь»).Это оставляет нам 40 функций без серьезного снижения степени соответствия.

Интересно, что окончательные результаты модели вне выборки (OOS) в большей степени зависят от разбиения на поезд-тест, чем от точного выбора независимых переменных. Разница между netmats1 и 2, например, небольшая. Чтобы решить эту проблему, мы выполнили весь этот метод подбора 100 раз, чтобы получить статистически значимые результаты. Таким образом, например, получаются доверительные интервалы около результатов ниже.Все приведенные числа являются средними по ансамблю из 100 моделей.

Независимые компоненты для черты способностей 1 (Двигательная выносливость) и 3 (Управленческая и когнитивная функция) содержат 73 и 91% переменных связности соответственно, а также включают пол в качестве предиктора. Остальной модельный ансамбль составлен по морфологическим признакам. Мы сопоставили все четыре характеристики способностей, для которых OOS r 2 = 0,302 ± 0,017 (скорректировано r 2 = 0.222 ± 0,023). По отдельности, признак 1 имеет среднее качество соответствия r 2 = 0,78 и p -значение близко к 0, а признак 3 имеет r 2 = 0,27 и p = 0,003 (все OOS). P -значения рассчитываются путем регрессии прогнозируемых и реальных значений черт способностей.

Черты способностей 2 и 4 не являются статистически значимыми со средними значениями OOS p , равными 0,1 и 0,4, соответственно. Это черты способностей, в которых преобладают переменные эмоционального и социального взаимодействия, и, по-видимому, они менее устойчиво отражаются на морфологии мозга или функциональных связях.

Лучшая статистическая модель включает пол как признак. При сравнении результатов моделей с полом и без него, r 2 падает на 50%. В частности, в прогнозах 1-й черты способностей преобладает пол, что неудивительно, потому что здесь описывается моторная выносливость, которая сильно зависит от пола.

Нас интересовала точная анатомия, обеспечивающая эти отношения. На рисунке 3 показаны наиболее важные функции мозга, включенные в нашу окончательную модель.Этот график не содержит каких-либо морфологических особенностей, так как они полностью соответствуют точным разбиениям на поездах и не выбираются надежно.

Рисунок 3 . Широкомасштабное сетевое соединение определяет черту 1 (двигательная выносливость) и 3 (исполнительная и когнитивная функция). Крупномасштабные сетевые связи были определены путем усреднения более регуляризованных моделей и отображения среднего коэффициента для функций, преобладающих в каждой модели. Распространенность определяется присутствием в 80% моделей.Отображаются только две важные черты способностей. Признаки способности 2 и 4 показывают несущественные предсказания вне выборки. Сопоставление шаблонов с использованием канонических сетевых шаблонов (Shirer et al., 2012; Altmann et al., 2015) было выполнено. Для визуализации карты ICA, полученные от консорциума HCP (размерность = 50), были оценены на верхнем уровне 1% z -баллов для ненулевых вокселей, а мозг отображался с помощью программы просмотра BrainNet (Xia et al., 2013). Обратите внимание, что все независимые переменные имеют z-шкалу, поэтому значения параметров можно сравнивать.Столбики представляют собой средние коэффициенты модели, а не значения связности. (A) Черта способности 1 (моторная выносливость) коэффициенты модели связности. Например, большая связь между IC 7 и 10 указывает на более высокие значения признака 1. (B) Характеристика способности 3 (исполнительная и когнитивная функция) коэффициенты модели взаимодействия мозга.

Напротив, статистически значимые ассоциации связывают черты способностей 1 (двигательная выносливость) и 3 (исполнительная и когнитивная функция) с корреляциями в ряде сетей, включая исполнительный контроль, режим по умолчанию, заметность, предклинье, сенсорно-моторную, языковую и т. слуховые и визуальные сети.Независимые компоненты были сопоставлены с атласом регионов интереса для интерпретируемости.

Коэффициенты этих крупномасштабных сетевых связей и их вклад в характеристики индивидуальных способностей показаны на рисунке 3. Были более сильные положительные ассоциации между характеристикой двигательной выносливости и межсетевым взаимодействием слуховой и задней сети значимости. а также возможность подключения к сети в визуально-пространственном и вентральном режимах по умолчанию. Напротив, существует отрицательная связь с сенсомоторно-языковыми связями, представляющими координацию и производство речи (рис. 3A).Они относятся к паттернам связности, которые ранее были задействованы в сенсорных и моторных навыках, таких как зрительно-пространственная ориентация, внимание и тактильные ощущения (Johansen-Berg et al., 2002; Erickson et al., 2015).

Что касается исполнительной и когнитивной функции, наиболее заметной особенностью является интеграция левого исполнительного контроля с сетью предклинья и задней выступающей части с сенсомоторной сетью. Все они положительно коррелируют с характеристикой управляющей функции (рис. 3В).С другой стороны, языковые и вентральные сети мод по умолчанию показали более сильные отрицательные коэффициенты. Этот паттерн, включающий негативную интеграцию моторных / зрительно-пространственных сетей, ранее был связан с более низкой рабочей памятью у здоровых субъектов, а также при шизофрении и большом депрессивном расстройстве. Yamashita et al. (2018) показали, что рабочая память наиболее сильно связана с внутрисетевыми функциональными связями левой лобно-теменной сети, составляя 1/3 общей дисперсии. Следующим по величине вкладом в ~ 1/4 общей дисперсии являются связи между дополнительным двигателем и первичными сенсомоторными сетями, а также цингулооперкулярная сеть, соединенная со средним мозгом, в соответствии с тем, что мы получили.

В целом, мы показали, что две характеристики способностей (моторная выносливость и исполнительная и когнитивная функция) были надежно связаны с функциональной связью между сетями мозга в соответствии с предыдущими литературными результатами и конкретизирующими их. Затем мы исследовали, играет ли наследуемость роль в определении характеристик способностей.

Наследование черт способностей

Человеческие способности со временем меняются, однако с помощью подобных перекрестных исследований такие эффекты невозможно уловить.Тем не менее, более статические способности можно наблюдать, используя наследуемость черт способностей. Здесь мы использовали ограниченные данные HCP, содержащие информацию о семейной структуре участников, чтобы определить генетические влияния среди характеристик способностей. В нашем очищенном наборе данных HCP ( n = 714 после исключения субъектов с неясной семейной структурой или без результатов генотипирования) мы идентифицировали 148 субъектов, которые являются монозиготными (MZ) близнецами, 104 дизиготных (DZ) близнеца, 548 субъектов, которые являются полными братьями и сестрами, но не являются близнецами. близнецы и 25 человек — сводные братья и сестры.Сумма этих чисел> 714, потому что участники могут быть как близнецами, так и сводными братьями и сестрами, например, поэтому они могут появляться более одного раза.

Сначала мы охарактеризовали генетическое влияние по признакам способностей, просто вычислив евклидово расстояние между близнецами, братьями и сестрами и неродственными субъектами в пространстве признаков способностей (рис. 4A). Это расстояние увеличивается с уменьшением генетического совпадения между братьями и сестрами, что предполагает генетическое влияние на выявленные нами способности.

Рисунок 4 .Оценки генетического влияния на черты способностей. Данные о структуре семьи HCP были использованы для выявления генетических влияний между чертами способностей и сетями мозга, которые им способствуют. Среднее евклидово расстояние пар точек данных в данных HCP. MZ: монозиготные близнецы, DZ: дизиготные близнецы Планки ошибок соответствуют одному стандартному отклонению расстояний соответствующей подгруппы. (A) Расстояния между парами субъектов в четырехмерном пространстве характеристик способностей. (B) Расстояния между объектами в пространстве, охватываемом 19 соответствующими элементами из рисунка 3.Более высокое генетическое перекрытие ведет к меньшим расстояниям.

Показав эту четкую тенденцию, мы рассчитали числовые индексы наследуемости черт способностей. Эти расчеты предполагают, что каждая черта способностей может быть объяснена комбинацией генетических факторов, общих факторов окружающей среды или других факторов окружающей среды. Эти три типа вкладчиков могут быть получены путем сравнения совпадений между близнецами MZ и близнецами DZ, потому что оба предположительно имеют общие общие факторы окружающей среды и четко определенную часть генетических.Для этого анализа полы разделены, потому что для близнецов DZ противоположного пола эти предположения больше не верны. Таблица 1 показывает результаты этого анализа.

Черты способностей 1 и 3 (двигательная выносливость, исполнительная и когнитивная функция) продемонстрировали значимые результаты примерно 30% наследственности в широком смысле для черты способностей 1 (женщины и мужчины) и 22% для черты способностей 3 (только женщины). Напротив, эмоциональные черты не показали значительной наследственности. Чтобы потенциально выявить дополнительные зависимости, и, несмотря на важность пола в расчете индекса наследуемости и общую роль этой переменной в определении характеристик способностей, мы дополнительно провели такой же анализ на данных с поправкой на пол, игнорируя теоретические предположения.Полученные результаты, однако, очень похожи на результаты, приведенные выше, в том смысле, что 2 и 4 характеристики способностей остались незначительными (Таблица 1).

Аналогичным образом мы также рассчитали наследуемость в зависимости от пола для каждой исходной тестовой переменной. Результаты показывают, какие основные черты способностей лежат в основе выводов, приведенных в таблице 1. Обратите внимание, что некоторые черты способностей — самоэффективность, оценка сравнения паттернов и сила верхних конечностей — имеют отрицательные коэффициенты наследуемости. В литературе это трактуется как разбивка модели (Burton et al., 2018), и исключены из результатов.

Аналогичные результаты были также показаны для общих способностей и личностных качеств в литературе (Robinson et al., 1992; Vukasović and Bratko, 2015), показывая, что и моторная выносливость, и исполнительная, и когнитивная функции имеют генетически влияющие компоненты. Обратите внимание, что черты способностей 1 и 3 важны как для прогнозов мозга, так и для наследственности в широком смысле.

Наш набор интеллектуальных функций мозга позволяет нам сравнивать, как отдельные типы братьев и сестер отличаются друг от друга связью между мозгом.Чтобы проиллюстрировать это, мы сосредоточились на их расстояниях в пространстве, охватываемом 19 преобладающими характеристиками, описывающими моторную выносливость, исполнительные и когнитивные способности. Это эквивалентно приведенной выше иллюстрации в пространстве признаков способностей, неудивительно, что на рисунке 4B показано, что большие сети мозга более похожи у братьев и сестер с большим генетическим перекрытием.

В целом, эти результаты наследуемости хорошо увязываются со значимыми факторами в анализе близнецов (таблица 1) и указывают на биологические, а не на поведенческие коренные причины, описывающие черты способностей 1 и 3.

Обсуждение

В этой статье мы использовали индивидуальные измерения NIH Toolbox (31 балл), чтобы идентифицировать черты способностей у здоровых субъектов и связали эти свойства с функциональной связностью мозга и генетической предрасположенностью. Мы выделили четыре характеристики способностей, которые могут последовательно описывать участников. Две из этих черт способностей, моторная выносливость и исполнительная и когнитивная функция, были связаны со связью между крупными мозговыми сетями и находились под влиянием генетической предрасположенности.Что касается характеристик способностей, первое (двигательная выносливость) отражает повышение физической подготовки и выносливости участников; вторая и четвертая характеристики способностей (2: эмоциональная обработка и 4: социальное взаимодействие) отражают социальные и эмоциональные свойства, включая психологическое благополучие, стресс, негативные эмоции и социальную цель. Третья характеристика способности (исполнительная и когнитивная функция) показывает скорость обработки, внимание, эпизодическую и рабочую память (см. Рисунок 2). Данные, используемые в этой статье, являются перекрестными, а черты способностей состоят из результатов, которые могут измениться в течение жизни испытуемого.Поэтому переменные возраста и гусака не были включены в факторный анализ; несмотря на то, что мы ожидаем изменений в поведении с течением времени в дополнение к гендерным различиям. Кроме того, исключение возраста и пола больше касается способностей. Например, на дополнительном рисунке 5, используя кластеры, мы показываем, что черта управляющей функции, которая сильно антикоррелирует с возрастом, по-прежнему отражает способности независимо от этого.

Мы использовали морфологию мозга и связность, чтобы охарактеризовать сети, связанные с характеристиками способностей, и определили, были ли они наследственными.Примечательно, что эти два подхода существенно отличаются друг от друга. Каждый выбирает из функций мозга, которые тесно связаны с выявленными чертами способностей. Другой сравнивает, как близнецы разных типов отвечают на опросы и выполняют задания. Вопреки этому неравному анализу, результаты равнозначно указывают на биологические коренные причины человеческих способностей: черты 1 и 3 способностей (двигательная выносливость, исполнительная и когнитивная функция) предсказуемы связью между крупными мозговыми сетями, и оба являются в значительной степени наследственными.

Значительные функциональные связи, задействованные в характеристике черт 1 и 3 способностей, включают ряд сетей мозга, включая режим по умолчанию и сеть значимости, а также их ассоциации с сенсомоторными, языковыми, слуховыми и визуальными сетями как часть вентральной сети внимания. . Что касается признака способности 1, недавнее исследование также показало, что изменения во внутренней и внутренней связности сети режима по умолчанию (DMN) с дорсальной сетью внимания, соматомоторного, заметного и исполнительного контроля могут объяснить различия в кардиореспираторной пригодности. независимо от физической активности (Voss et al., 2016). Неудивительно, что взаимосвязь между физической подготовкой и когнитивными способностями также согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими, что функциональная связь DMN опосредует эту взаимосвязь (Voss et al., 2010). Многочисленные исследования показывают, что в состоянии покоя и заметность, и сети внимания (то есть зрительно-пространственное восприятие) координируют обработку информации, регулируя активность DMN (Chen et al., 2013; Cohen and D’Esposito, 2016). Динамическая взаимосвязь между этими областями и внутри них связана с вариативностью выполнения когнитивных задач, таких как задачи рабочей памяти.Они также выявили аналогичные крупномасштабные сетевые подключения, которые коррелируют с производительностью рабочей памяти при психоневрологических состояниях, таких как шизофрения, большое депрессивное расстройство, обсессивно-компульсивное расстройство и нарушения внимания (Yamashita et al., 2018). Измененные связи в сетях исполнительного контроля наблюдались в четырех условиях. Кроме того, изменения визуальной сети также были связаны с более низкой способностью к рабочей памяти. Взятые вместе, наши результаты показывают, что функциональные связи сетей мозга, связанные с особенностями исполнительной и когнитивной способности, соответствовали литературным данным, но были более конкретными.Сети управления задачами, связанные с исполнительной и когнитивной функцией на рисунке 3B, как известно, осуществляют нисходящую регуляцию сенсомоторной обработки, а также взаимодействуют с DMN, влияя на поведенческие характеристики (Wen et al., 2013).

Эмоциональные и социальные черты не были достоверно связаны с мозговой связью или морфологией. Мы предостерегаем от вывода об отсутствии таких зависимостей. В то время как морфологические изменения требуют более хронических, патологических предрасположенностей, было показано, что взаимосвязь в состоянии покоя коррелирует с эмоциональными чертами (Roy et al., 2009; Блэкфорд и др., 2014; Guell et al., 2018). Эти исследования, однако, сосредоточены на индивидуальных особенностях мозга (миндалевидное тело, треугольная часть, верхняя височная извилина и другие) или даже на их подгруппах, тогда как здесь используются более широкие карты IC. Именно в этом контексте более мелкозернистые сети игнорируются и, следовательно, не имеют надежной связи с эмоциональными и социальными особенностями. В будущих исследованиях этот вопрос может быть решен путем выбора из более крупных разложений ICA, например 300 вместо наших 50, что позволяет выявить более мелкие сети.Однако здесь, поскольку большее количество микросхем превышает общие результаты, такие подробные предикторы остаются скрытыми.

Здесь мы оценили только отношения между большими сетями в состоянии покоя с переменными из набора тестов NIH Toolbox. Однако важно отметить, что активность этих мозговых сетей и подсетей также соответствует паттернам взаимодействия, связанным с отдыхом и задачами (Smith et al., 2009). Наши результаты подтверждают, что повышение производительности по определенному признаку способностей может зависеть от внутренней корреляции между этими парами сетей.

В дополнение к характеристике сетей, связанных с чертами способностей, мы исследовали эффекты генетического влияния на черты. Поведенческие черты и способности чувствительны к влиянию окружающей среды. Однако мы показали, что черты способностей 1 и 3 (двигательная выносливость, исполнительная и когнитивная функции) также сильно зависят от генетической предрасположенности. На наследуемость в широком смысле приходится около 31 и 49% наблюдаемой дисперсии по каждому признаку способностей, соответственно.Учитывая наблюдаемые нами ассоциации между характеристикой способности к двигательной выносливости и функциональной связностью, генетический вклад согласуется с предыдущими сообщениями о сильном генетическом влиянии (около 50%) на кардиореспираторную пригодность и о том, как это объясняет конкретную связь между познанием и физическая подготовка (Bouchard et al., 2011). Следовательно, люди, которые генетически предрасположены к более высокому уровню кардиореспираторной подготовки, будут лучше выполнять задачи, связанные с чертой двигательной выносливости, независимо от возраста.Кроме того, возможно, что они испытывают максимальную защиту от неблагоприятных последствий старения для мозга, что в конечном итоге имеет важные клинические последствия.

Наши результаты в отношении наследуемости черты исполнительной и когнитивной способности также хорошо обоснованы, поскольку предыдущие исследования показали умеренную наследуемость около 30% рабочей памяти в различных выборках популяции близнецов (Singer et al., 2006; Zhou et al. др., 2018). Хотя наследуемость исполнительной и когнитивной функции показывает гораздо более разные результаты в литературе — оценки варьируются от 27% до примерно 77%, важно отметить, что свойства способности исполнительной и когнитивной функции намного сложнее, чем просто рабочая память. или только познание, и наблюдаемые нами сильные генетические влияния могут быть результатом дополнительных генетических факторов в рамках внимания, эпизодической памяти и познания.

Более того, наши результаты также подтверждаются недавней публикацией, в которой вычисляется наследуемость набора данных HCP с использованием доменов набора инструментов NIH (Christova et al., 2020). Хотя мы применяем факторный анализ для получения четырех черт, их можно сопоставить с четырьмя областями NIH Toolbox: двигательными, когнитивными, эмоциями и сенсорными. Подобно нашим результатам, Christova et al. показали, что оценки наследственности для моторной области NIH Toolbox колеблются от 13 до 29% — по сравнению с 30% в нашей характеристике двигательной выносливости — и от 36 до 48% в области познания — по сравнению с 22-40% в исполнительной и когнитивная функция.Более того, Christova et al. показали, что наследуемость эмоциональной области NIH Toolbox составляет около 35%, что мы не смогли подтвердить. Чтобы вычислить наследуемость, мы рассмотрели только значимые корреляции между близнецами ( p <0,05), которые не выявили черты эмоциональной обработки и социального взаимодействия. Обратите внимание, однако, что наши черты, как упоминалось выше, не идентичны эмоциональной сфере NIH Toolbox.

Таким образом, как моторная выносливость, так и способности к исполнительной и когнитивной функции показали значительные факторы наследственности.С точки зрения сверху вниз этот результат неудивителен, потому что оба указывают на общие генетические факторы, которые определяют эти результаты.

Мы также показали, что общие генетические компоненты частично ответственны за индивидуальную изменчивость сетевых подключений, показав, что 19 больших мозговых сетей, включенных в нашу модель (связанных с признаками 1 и 3), становятся все более похожими у близнецов MZ, чем у близнецов и братьев и сестер DZ. (см. рисунок 4B). Таким образом, сходство функциональной связи между этими большими мозговыми сетями пропорционально общему генетическому фону.Недавнее исследование с использованием данных функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) HCP оценило наследуемость 39 областей коры и показало, что в среднем наследуемость в широком смысле объясняет около 15% наблюдаемой вариации возможности подключения фМРТ (Colclough et al. , 2017). Аналогичные результаты, связывающие наследуемость и исполнительную, когнитивную функцию и моторные навыки, были обнаружены у Bouchard et al. (1997), Beunen et al. (2003), Damoiseaux et al. (2006) и Heutink et al. (2006). Как правило, существуют четкие результаты между наследуемостью и сетевым подключением (Smit et al., 2008; Янсен и др., 2015; Ян и др., 2016; Colclough et al., 2017).

Постоянной темой в этом анализе является скудность данных по определенным мерам. Несмотря на то, что набор данных HCP велик по сравнению с другими коллекциями фМРТ, его аналитическая сила в режиме наследуемости и функций мозга ограничена его размером. И для предсказания гендерно-независимых черт способностей, и для более значимых результатов наследуемости требуются большие наборы данных. В частности, исследования близнецов часто на один или два порядка больше (Lichtenstein et al., 2002; Trouton et al., 2002; Moayyeri et al., 2013). Однако часто их сфера применения намного уже. Прямая классификация, основанная на особенностях мозга, возможна только с большими наборами данных. Поэтому некоторые из открытых вопросов, следующих за этим документом, будут легко решены после получения более крупных наборов данных.

С другой стороны, изучение связей между мозгом и способностями и соответствующий анализ наследуемости стали возможными только благодаря предоставлению стандартизированной структуры, в данном случае Инструментария NIH.Это указывает на его силу: после того, как был установлен общий знаменатель, на его основе можно проводить множество поворотных анализов. Это обеспечивает большую степень обобщаемости исследований. Включение опросов NIH Toolbox в другие проекты сбора данных позволило бы расширить этот анализ на другие области.

В этой статье мы нашли характеристику человеческих способностей, которая является полной по отношению к задачам NIH Toolbox, и кратко описали их всего с четырьмя характеристиками способностей.Мы количественно определили, какие черты способностей укоренились в сетях мозга, и выяснили, в какой степени эти черты способностей подвержены генетическому влиянию. Заглядывая вперед, эта структура позволяет нам определять связи между пространством признаков и клиническими результатами.

Заявление о доступности данных

В данном исследовании были проанализированы общедоступные наборы данных. Эти данные можно найти здесь: https://www.healthmeasures.net/explore-measurement-systems/nih-toolbox; http: //www.humanconnectomeproject.org / data /.

Взносы авторов

AA, DR, CP и JB разработали исследование. JB и RJ проанализировали данные. CP и JB составили рукопись. DR, JG и AA представили критические исправления. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Эта работа частично финансировалась грантом P50 DA044121 Национального института здравоохранения и грантом 1R01AR074274-01A1. Данные HCP были предоставлены [частично] Проектом Human Connectome, консорциумом WU-Minn (главные исследователи: Дэвид Ван Эссен и Камил Угурбил; 1U54MH0), финансируемым 16 институтами и центрами NIH, которые поддерживают проект NIH для исследований в области неврологии; и Центром системной нейробиологии Макдоннелла при Вашингтонском университете.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы особо благодарим Пауло Бранко, Марвана Балики, Жоану Баррозу, Ричарда Гершона и Томаса Дж. Шнитцера за их предложения.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https: // www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnhum.2020.609170/full#supplementary-material

Сноски

Список литературы

Альтманн А., Нг, Б., Ландау, С. М., Ягуст, В. Дж., И Грейциус, М. Д. (2015). Региональный гипометаболизм головного мозга не связан с нагрузкой на региональные амилоидные бляшки. Мозг 138, 3734–3746. DOI: 10.1093 / brain / awv278

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Барч, Д. М., Хармс, М. П., Тиллман, Р., Хоуки, Э., и Луби, Дж. Л. (2019). Депрессия в раннем детстве, регуляция эмоций, эпизодическая память и развитие гиппокампа. J. Abnorm. Psychol. 128, 81–95. DOI: 10.1037 / abn0000392

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беунен, Г., Томис, М., Петерс, М., Маес, Х. Х., Классенс, А. Л., и Влитинк, Р. (2003). Генетика силовых и силовых характеристик у детей и подростков. Pediatr. Упражнение. Sci. 15, 128–138. DOI: 10.1123 / pes.15.2.128

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Блэкфорд, Дж. У., Клаусс, Дж. А., Эйвери, С. Н., Коуэн, Р. Л., Беннингфилд, М. М., и ВанДерКлок, Р. М. (2014). Внутренняя связь миндалевидного тела с поясной частью связана со степенью социального торможения. Biol. Psychol. 99, 15–25. DOI: 10.1016 / j.biopsycho.2014.02.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бокер, С., Нил, М., Маес, Х., Уайлд, М., Шпигель, М., Брик Т. и др. (2011). OpenMx: расширенная среда моделирования структурных уравнений с открытым исходным кодом. Психометрика 76, 306–317. DOI: 10.1007 / s11336-010-9200-6

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бушар К., Малина Р. М. и Перусс Л. (1997). Генетика фитнеса и физической работоспособности. Шампейн, Иллинойс: Human Kinetics.

Google Scholar

Бушар, К., Сарзински, М.А., Райс, Т.К., Краус, В.E., Church, T. S., Sung, Y.J. и др. (2011). Геномные предикторы максимальной реакции поглощения O 2 на стандартизированные программы тренировок. J. Appl. Physiol . 110, 1160–70. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00973.2010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бертон, К. Л., Парк, Л. С., Корфилд, Е. К., Форгет-Дюбуа, Н., Дюпюи, А., Синополи, В. М. и др. (2018). Наследование обсессивно-компульсивных черт в молодежи от общей популяции. Пер. Психиатрия 8, 1–10. DOI: 10.1038 / s41398-018-0249-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Карлоцци, Н. Е., Тульски, Д. С., Вольф, Т. Дж., Гуднайт, С., Хитон, Р. К., Казалетто, К. Б. и др. (2017). Построить валидность когнитивной батареи NIH Toolbox у лиц с инсультом. Rehabil. Psychol 62, 443–454. DOI: 10.1037 / rep0000195

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, А.К., Оатес, Д. Дж., Чанг, К., Брэдли, Т., Чжоу, З.-В., Уильямс, Л. М. и др. (2013). Причинные взаимодействия между лобно-теменной центральной исполнительной и сетями по умолчанию у людей. Proc. Natl. Акад. Sci. США 110, 19944–19949. DOI: 10.1073 / pnas.1311772110

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Христова П., Джозеф Дж. И Георгопулос А. П. (2020). Поведенческие генетические ассоциации в проекте коннектома человека. Exp. Brain Res. 238, 2445–2456. DOI: 10.1007 / s00221-020-05893-w

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коэн, Дж. Р., Д’Эспозито, М. (2016). Разделение и интеграция различных сетей мозга и их связь с познанием. J. Neurosci. 36, 12083–12094. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.2965-15.2016

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Колкло, Г. Л., Смит, С. М., Николс, Т. Э., Винклер, А.М., Сотиропулос, С. Н., Глассер, М. Ф. и др. (2017). Наследственность мультимодальной связности в деятельности человеческого мозга. Элиф 6: e20178. DOI: 10.7554 / eLife.20178.021

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Damoiseaux, J. S., Rombouts, S., Barkhof, F., Scheltens, P., Stam, C.J., Smith, S. M., et al. (2006). Согласованные сети состояния покоя у здоровых субъектов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 103, 13848–13853. DOI: 10.1073 / пнас.0601417103

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Айзенберг, И. В., Биссет, П. Г., Энкави, А. З., Ли, Дж., Маккиннон, Д. П., Марш, Л. А. и др. (2019). Раскрытие структуры саморегулирования через обнаружение онтологий на основе данных. Nat. Commun. 10: 2319. DOI: 10.1038 / s41467-019-10301-1

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эверитт Б. (2005). Энциклопедия статистики в поведенческой науке .Хобокен, Нью-Джерси: Уайли-Блэквелл.

Фалконер, Д. С. (1960). Введение в количественную генетику . Эдинбург: Prentice Hall, Inc.

PubMed Аннотация

Герлах М., Фарб Б., Ревелл В. и Амарал Л. А. Н. (2018). Надежный подход, основанный на данных, определяет четыре типа личности в четырех больших наборах данных. Nat. Гм. Behav. 2, 735–742. DOI: 10.1038 / s41562-018-0419-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гершон, Р.(2016). NIH Toolbox Norming Study. Harvard Dataverse, V4 . DOI: 10.7910 / DVN / FF4DI7

CrossRef Полный текст

Гершон Р. К., Вагстер М. В., Хендри Х. К., Фокс Н. А., Кук К. Ф. и Новински К. Дж. (2013). Набор инструментов NIH для оценки неврологической и поведенческой функции. Неврология 80 (11 Приложение 3), S2 – S6. DOI: 10.1212 / WNL.0b013e3182872e5f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Глассер, М. Ф., Сотиропулос, С. Н., Уилсон, Дж.A., Coalson, T. S., Fischl, B., Andersson, J. L., et al. (2013). Минимальные конвейеры предварительной обработки для проекта коннектома человека. Нейроизображение 80, 105–124. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2013.04.127

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Горголевски, К. Дж., Вароко, Г., Ривера, Г., Шварц, Ю., Гош, С. С., Маумет, К., и др. (2015). NeuroVault. org: веб-репозиторий для сбора и обмена статистическими картами человеческого мозга без пороговых значений. Фронт. Нейроинформ. 9: 8. DOI: 10.3389 / fninf.2015.00008

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гуэль, X., Габриэли, Дж. Д., и Шмахманн, Дж. Д. (2018). Тройное представление языка, рабочей памяти, социальной обработки и обработки эмоций в мозжечке: конвергентные данные из анализа фМРТ состояния покоя на основе задач и семян в одной большой когорте. Neuroimage 172, 437–449. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2018.01.082

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хасти, Т., Тибширани Р. и Фридман Дж. Х. (2009). Элементы статистического обучения: интеллектуальный анализ данных, вывод и прогнозирование. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Спрингер.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Хайден, К. М., Бейкер, Л. Д., Брей, Г., Карвахал, Р., Демос-МакДермотт, К., Хергенродер, А. Л. и др. (2018). Долгосрочное влияние интенсивного изменения образа жизни на когнитивные функции, оцененное с помощью набора инструментов национальных институтов здоровья: исследование Look AHEAD. Демент Альцгеймера. 10, 41–48. DOI: 10.1016 / j.dadm.2017.09.002

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хессл Д., Сансон С. М., Берри-Кравис Э., Райли К., Видаман К. Ф., Аббедуто Л. и др. (2016). Когнитивная батарея набора инструментов NIH для умственных нарушений: три предварительных исследования и направления на будущее. J. Neurodev. Disord. 8:35. DOI: 10.1186 / s11689-016-9167-4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хойтинк, П., Верхулс, Ф. К., и Бумсма, Д. И. (2006). Продольное исследование близнецов по IQ, исполнительному функционированию и проблемам с вниманием в детстве и раннем подростковом возрасте. Acta Neurol. Бельг 106, 191–207.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Хилл, В. Г., и Маккей, Т. Ф. (2004). Д. С. Фалконер и Введение в количественную генетику. Генетика 167, 1529–1536.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Янсен, А.Г., Мус, С.Э., Уайт, Т., Постума, Д., Полдерман, Т. Дж. (2015). Что исследования близнецов говорят нам о наследуемости развития, морфологии и функций мозга: обзор. Neuropsychol. Ред. 25, 27–46. DOI: 10.1007 / s11065-015-9278-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йохансен-Берг, Х., Доус, Х., Гай, К., Смит, С. М., Уэйд, Д. Т., и Мэтьюз, П. М. (2002). Корреляция между улучшением моторики и изменением активности фМРТ после реабилитационной терапии. Мозг 125, 2731–2742.DOI: 10.1093 / brain / awf282

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джонсон, Н. X., Маркин, М. Дж., Флорес, И., Умлауф, А., Баум, К. М., Вонг, А. В. и др. (2017). Расовые различия в нейрокогнитивных исходах после инсульта: влияние медицинских переменных. J. Int. Neuropsychol. Soc. 23, 640–652. DOI: 10.1017 / S1355617717000480

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клайман Дж. (1995). «Разновидности предвзятости подтверждения», в Психология обучения и мотивации , под ред К.Федермейер (Шампейн, Иллинойс: Эльзевьер), 385–418.

Google Scholar

Klayman, J., и Ha, Y.-W. (1987). Подтверждение, опровержение и информация при проверке гипотез. Psychol. Ред. 94: 211. DOI: 10.1037 / 0033-295X.94.2.211

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лихтенштейн, П., Де Фэр, У., Флодерус, Б., Свартенгрен, М., Сведберг, П., и Педерсен, Н. Л. (2002). Шведский реестр близнецов: уникальный ресурс для клинических, эпидемиологических и генетических исследований. J. Intern. Med. 252, 184–205. DOI: 10.1046 / j.1365-2796.2002.01032.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линч М. и Уолш Б. (1998). Генетика и анализ количественных признаков. Сандерленд, Массачусетс: Синауэр.

Google Scholar

Pedregosa, F., Varoquaux, G., Gramfort, A., Michel, V., Thirion, B., Grisel, O., et al. (2011). Scikit-learn: машинное обучение на Python. J. Mach. Учить. Res. 12, 2825–2830.

Google Scholar

Перселл, С. (2002). Модели компонентов дисперсии для взаимодействия генов и окружающей среды в анализе близнецов. Twin Res. Гм. Genet. 5, 554–571. DOI: 10,1375 / 1362762342026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рэнд, В. М. (1971). Объективные критерии оценки методов кластеризации. J. Am. Стат. Доц. 66, 846–850. DOI: 10.1080 / 01621459.1971.10482356

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ревель, W.(2009). Введение в психометрическую теорию с применением в R . Эванстон, Иллинойс: Спрингер.

Google Scholar

Робинсон, Дж. Л., Каган, Дж., Резник, Дж. С. и Корли, Р. (1992). Наследственность заторможенного и раскованного поведения: исследование близнецов. Dev. Psychol. 28: 1030. DOI: 10.1037 / 0012-1649.28.6.1030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рой, А.К., Шехзад, З., Маргулис, Д.С., Келли, А.К., Уддин, Л.К., Готимер, К., и другие. (2009). Функциональная связь миндалины человека с использованием фМРТ в состоянии покоя. Neuroimage 45, 614–626. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2008.11.030

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ширер, В. Р., Ряли, С., Рыхлевская, Э., Менон, В., и Грейциус, М. Д. (2012). Расшифровка когнитивных состояний, управляемых субъектом, с помощью паттернов связи всего мозга. Cereb. Cortex 22, 158–165. DOI: 10.1093 / cercor / bhr099

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зингер, Дж.Дж., МакГрегор, А. Дж., Черкас, Л. Ф., и Спектор, Т. Д. (2006). Генетические влияния на когнитивные функции с использованием автоматизированной батареи кембриджских нейропсихологических тестов. Интеллект 34, 421–428. DOI: 10.1016 / j.intell.2005.11.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Slotkin, J., Nowinski, C., Hays, R., Beaumont, J., Griffith, J., Magasi, S., et al. (2012). Руководство по оценке и интерпретации NIH Toolbox . Вашингтон, округ Колумбия: Национальные институты здравоохранения.

Смит, Д. Дж., Стэм, К. Дж., Постхума, Д., Бумсма, Д. И., и Де Геус, Э. Дж. (2008). Наследуемость сетей «маленького мира» в мозге: теоретический анализ графов функциональной связности ЭЭГ в состоянии покоя. Hum. Brain Mapp. 29, 1368–1378. DOI: 10.1002 / hbm.20468

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смит, С. М., Фокс, П. Т., Миллер, К. Л., Глан, Д. К., Фокс, П. М., Маккей, К. Е. и др. (2009). Соответствие функциональной архитектуры мозга при активации и отдыхе. Proc. Natl. Акад. Sci. США 106, 13040–13045. DOI: 10.1073 / pnas.0

7106

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смит, С. М., Хювэринен, А., Вароко, Г., Миллер, К. Л., и Бекманн, К. Ф. (2014). Group-PCA для очень больших наборов данных фМРТ. Neuroimage 101, 738–749. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2014.07.051

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Снайдер, П. Дж., Джексон, К. Э., Петерсен, Р.К., Хачатурян А.С., Кэй Дж., Альберт М.С. и др. (2011). Оценка когнитивных функций при легких когнитивных нарушениях: сравнительное исследование. Деменция Альцгеймера 7, 338–355. DOI: 10.1016 / j.jalz.2011.03.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Траутон А., Спинат Ф. М. и Пломин Р. (2002). Исследование раннего развития близнецов (TEDS): многомерное продольное генетическое исследование языковых, когнитивных и поведенческих проблем в детстве. Twin Res. Гм. Genet. 5, 444–448. DOI: 10,1375 / 1362320

5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тульски Д. С., Карлоцци Н. Э., Холднак Дж., Хитон Р. К., Вонг А., Голдсмит А. и др. (2017). Использование когнитивной батареи набора инструментов NIH (NIHTB-CB) у лиц с черепно-мозговой травмой. Rehabil. Psychol. 62, 413–424. DOI: 10.1037 / rep0000174

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вашон-Прессо, E., Tétreault, P., Petre, B., Huang, L., Berger, S.E., Torbey, S., et al. (2016). Кортиколимбические анатомические характеристики предопределяют риск хронической боли. Мозг 139, 1958–1970. DOI: 10.1093 / мозг / aww100

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Эссен, Д. К., Угурбил, К., Ауэрбах, Э., Барч, Д., Беренс, Т. Э. Дж., Бухольц, Р., и др. (2012). Проект человеческого коннектома: перспектива сбора данных. Neuroimage 62, 2222–2231.DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2012.02.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фон Люксбург, У. (2010). Стабильность кластеризации: обзор. Фундаменты Тенденции Маш. Учить. 2, 235–274. DOI: 10.1561 / 2200000008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Voss, M. W., Erickson, K. I., Prakash, R. S., Chaddock, L., Malkowski, E., Alves, H., et al. (2010). Функциональная связь: источник разницы в связи между кардиореспираторной подготовленностью и познанием? Neuropsychologia 48, 1394–1406.DOI: 10.1016 / j.neuropsychologia.2010.01.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Voss, M. W., Weng, T. B., Burzynska, A. Z., Wong, C. N., Cooke, G. E., Clark, R., et al. (2016). Фитнес, но не физическая активность, связаны с функциональной целостностью сетей мозга, связанных со старением. Neuroimage 131, 113–125. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2015.10.044

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вэнь, X., Лю Ю., Яо Л. и Дин М. (2013). Нисходящее регулирование активности режима по умолчанию в пространственном визуальном внимании. J. Neurosci. 33, 6444–6453. DOI: 10.1523 / JNEUROSCI.4939-12.2013

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ямасита М., Йошихара Ю., Хашимото Р., Яхата Н., Итикава Н., Сакаи Ю. и др. (2018). Модель прогнозирования рабочей памяти в зависимости от состояния здоровья и психических заболеваний с использованием функциональной связи всего мозга. Элиф 7: e38844.DOI: 10.7554 / eLife.38844.024

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, З., Цзо, X.-N., МакМахон, К. Л., Крэддок, Р. К., Келли, К., Де Зубикарай, Г. И. и др. (2016). Генетический и экологический вклад в функциональную архитектуру связности человеческого мозга. Cereb. Cortex 26, 2341–2352. DOI: 10.1093 / cercor / bhw027

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Яркони Т., Полдрак Р. А., Николс Т.Э., Ван Эссен, Д. К., и Вейджер, Т. Д. (2011). Масштабный автоматизированный синтез данных функциональной нейровизуализации человека. Nat. Методы 8, 665–70. DOI: 10.1038 / Nmeth.1635

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhou, H. Y., Li, Z., Xie, D. J., Xu, T., Cheung, E. E. F., Li, H., et al. (2018). Оценка наследуемости пространственной рабочей памяти и смещения установок в выборке здоровых китайских близнецов: предварительное исследование. Psych. J. 7, 144–151.DOI: 10.1002 / pchj.227

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

определение человеческих способностей | Словарь английских определений

человек


прил.

1, характеризующие или относящиеся к человеку и человечеству
человеческая природа

2 состоящих из людей
человеческий род, человеческая цепь

3 обладающий качествами человека в отличие от животных, божественных существ или машин
человеческих недостатков

добрый или внимательный

b натуральный
n

5 человек; person
Связанный префикс → anthropo-
(C14: от латинского humanus; родственник латинского homo man)
человекоподобный прил.
человечность n

человек
n член любой из рас Homo sapiens; человек; мужчина, женщина или ребенок

человеческий капитал
n (экономика) способности и навыки любого человека, особеннополученные за счет инвестиций в образование и профессиональную подготовку, которые увеличивают потенциальный доход

человеческий интерес
n (в газетной статье, выпуске новостей и т. Д.) Ссылка на людей и их эмоции

природа человека
n

1 качества, общие для человечества

2 обычное человеческое поведение, особенно.считается менее совершенным

3 (Социол) уникальные элементы, которые составляют основную часть человеческой жизни и отличают ее от других видов животного мира

вирус папилломы человека
n любой из класса вирусов, вызывающих опухоли, включая бородавки, у людей. Определенные штаммы поражают шейку матки и считаются причиной рака шейки матки (аббревиатура). ВПЧ

человеческие ресурсы
pl n

а трудовые ресурсы организации

b (как модификатор)
Управление людскими ресурсами, сотрудник по кадрам

2 вклад в организацию-работодатель, который ее сотрудники могли бы внести в виде усилий, навыков, знаний и т. Д.

права человека
pl n права человека на свободу, справедливость и т. Д.

Улучшение человека: научные и этические аспекты генной инженерии, мозговые чипы и синтетическая кровь

Научные и этические аспекты стремления к совершенству

Человеческое улучшение по крайней мере так же старо, как человеческая цивилизация. Люди пытались улучшить свои физические и умственные способности на протяжении тысячелетий, иногда успешно, а иногда с неубедительными, комичными и даже трагическими результатами.

Однако до этого момента в большинстве биомедицинских вмешательств, независимо от того, были они успешными или нет, предпринимались попытки восстановить что-то, что считалось неполноценным, например зрение, слух или подвижность. Даже когда эти вмешательства пытались улучшить природу — скажем, с помощью анаболических стероидов для стимуляции роста мышц или таких препаратов, как риталин для усиления внимания, — результаты, как правило, были относительно скромными и постепенными.

«Мы быстро приближаемся к тому моменту, когда люди и машины объединятся», — заявил журнал Time в своем номере за 2011 год.

Но благодаря недавним научным разработкам в таких областях, как биотехнология, информационные технологии и нанотехнологии, человечество может оказаться на пороге революции в области усовершенствования. В следующие два-три десятилетия у людей может появиться возможность изменить себя и своих детей способами, которые до сих пор существовали в основном в умах писателей-фантастов и создателей супергероев комиксов.

Как сторонники, так и противники улучшения человека выдвигают ряд возможных сценариев.Некоторые говорят о том, что можно было бы назвать «человечность плюс» — о людях, которые все еще остаются людьми, но намного умнее, сильнее и здоровее. Другие говорят о «пост-человечестве» и предсказывают, что драматический прогресс в генной инженерии и машинных технологиях может в конечном итоге позволить людям стать сознательными машинами — не распознаваемыми людьми, по крайней мере, снаружи.

Эта революция улучшений, если и когда она произойдет, вполне может быть вызвана постоянными усилиями по оказанию помощи людям с ограниченными возможностями и исцелению больных.Действительно, наука уже быстро прогрессирует в новых реставрационных и терапевтических технологиях, которые теоретически могут иметь значение для улучшения состояния человека.

Кажется, что каждую неделю или около того заголовки возвещают о новом медицинском или научном прорыве. Например, в последние несколько лет исследователи имплантировали искусственную сетчатку, чтобы слепые пациенты получали частичное зрение. Другие ученые успешно подключили мозг парализованного человека к компьютерному чипу, который помог восстановить частичное движение ранее не реагирующих конечностей.Третьи создали синтетические кровезаменители, которые вскоре можно будет использовать у людей.

Одно из самых важных событий последних лет связано с новой техникой сплайсинга генов, которая называется «кластеризованные короткие палиндромные повторы с регулярными интервалами». Этот новый метод, известный под аббревиатурой CRISPR, значительно расширяет возможности ученых по точному и эффективному «редактированию» генома человека как у эмбрионов, так и у взрослых.

Новый метод сращивания генов «CRISPR» значительно расширяет возможности ученых по точному и эффективному «редактированию» генома человека.(Кредит: Getty Images)

Для тех, кто поддерживает человеческое совершенствование, многие из которых называют себя трансгуманистами, технологические прорывы, подобные этим, являются трамплином не только для исцеления людей, но и для изменения и улучшения человечества. По их словам, до этого момента люди в основном работали над тем, чтобы контролировать и формировать свою внешнюю среду, потому что они были бессильны сделать больше. Но трансгуманисты предсказывают, что конвергенция новых технологий скоро позволит людям контролировать и коренным образом изменять свое тело и разум.Сторонники этих технологий утверждают, что вместо того, чтобы предоставить физическое благополучие человека капризам природы, наука позволит нам взять под контроль развитие нашего вида, сделав себя и будущие поколения сильнее, умнее, здоровее и счастливее.

Наука, которая поддерживает надежды трансгуманистов, впечатляет, но нет никакой гарантии, что исследователи создадут средства для создания супер-умных или сверхсильных людей. Остаются вопросы о возможности радикального изменения физиологии человека, отчасти потому, что ученые еще не полностью понимают наши тела и разум.Например, исследователи до сих пор не до конца понимают, как люди стареют, или полностью не понимают источник человеческого сознания.

Существует также значительная философская, этическая и религиозная оппозиция трансгуманизму. Многие мыслители, принадлежащие к разным дисциплинам и религиозным традициям, опасаются, что радикальные изменения приведут к появлению людей, которые больше не будут физически или психологически человечными.

Мы больше не живем в то время, когда можно сказать, что мы либо хотим совершенствоваться, либо нет.Мы уже живем в эпоху совершенствования.

— Николас Агар, Университет Виктории,

Критики говорят, что даже незначительные улучшения могут принести больше вреда, чем пользы. Например, утверждают они, тем, у кого есть улучшения, может не хватать сочувствия и сострадания к тем, кто не выбрал или не может позволить себе эти новые технологии. В действительности, говорят они, трансгуманизм вполне может создать еще больший разрыв между имущими и неимущими и привести к новым видам эксплуатации или даже рабства.

Учитывая, что наука все еще находится на ранней стадии, мало публичных дискуссий о возможных последствиях улучшения человека на практическом уровне. Но новый опрос, проведенный Pew Research Center, свидетельствует о настороженности общественности США в отношении этих новых технологий. Например, 68% американцев говорят, что они были бы «очень» или «несколько» обеспокоены использованием редактирования генов на здоровых младенцах, чтобы снизить риск серьезных заболеваний или заболеваний у младенцев. И большинство U.S. Взрослые (66%) говорят, что они «определенно» или «вероятно» , а не захотят получить имплант мозгового чипа, чтобы улучшить их способность обрабатывать информацию.

И все же, по иронии судьбы, усовершенствования продолжают очаровывать воображение людей. Многие из самых кассовых фильмов последних лет в Соединенных Штатах и ​​во всем мире посвящены супергероям с экстраординарными способностями, таким как Люди Икс, Капитан Америка, Человек-паук, Невероятный Халк и Железный человек. Такие фильмы исследуют перспективы и подводные камни выхода за пределы естественных человеческих возможностей.

УЛУЧШЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА В ПОПУЛЯРНОЙ КУЛЬТУРЕ
[card image_id = «159 ″ flip =» daedalus «cards =» hollywood «] [/ card] [card flip =» daedalus «cards =» hollywood «] В греческом мифе Дедал создал крылья из воска и перьев, чтобы он и сын Икар умел летать. Но Икар разбился насмерть, потому что подлетел слишком близко к солнцу, растопив воск.
[/ card] [card image_id = «160 ″ flip =» frakenstein «cards =» hollywood «] [/ card] [card flip =» frakenstein «cards =» hollywood «] В« Франкенштейне »Мэри Шелли ученый создает новый человек только для того, чтобы в конце концов умереть, пытаясь уничтожить свое творение.
[/ card] [card image_id = «161 ″ flip =» gattaca «cards =» hollywood «] [/ card] [card flip =» gattaca «cards =» hollywood «] Действие фильма« Гаттака »происходит в будущем, в котором нет — генетически модифицированные люди считаются «инвалидами».
[/ card] [card image_id = «158 ″ flip =» captain «cards =» hollywood «] [/ card] [card flip =» captain «cards =» hollywood «] В фильмах и комиксах Капитан Америка играет роль генетически модифицированный сверхчеловек, созданный для участия в войнах Америки.
[/ карта]

Не только улучшение, несомненно, является частью сегодняшнего культурного духа времени, вопросы о стремлении человечества выйти за пределы естественных пределов восходят к нашим самым ранним мифам и историям.Древние греки рассказывали о Прометее, укравшем огонь у богов, и Дедале, искусном мастере, который сделал крылья себе и своему сыну Икару. В первых главах Книги Бытия еврейской Библии описан успешный случай улучшения человека, когда Адам и Ева съели плод с дерева познания добра и зла, потому что Змей сказал им, что он сделает их «подобными Богу».

Конечно, пока Адам и Ева обрели новое осознание и понимание себя, их действия также привели к их изгнанию из рая и вступлению в гораздо более тяжелый мир, полный боли, стыда и тяжелого труда.Эта тема — о том, что скрытые опасности могут таиться в чем-то якобы хорошем, — проходит через многие литературные источники улучшения. Например, в «Франкенштейне» Мэри Шелли (1818) ученый создает нового человека только для того, чтобы в конце концов умереть, пытаясь уничтожить свое творение.

Являются ли эти опасения, связанные с человеческим совершенствованием, реальными или необоснованными — вопрос, который уже обсуждается специалистами по этике, учеными, теологами и другими. В этом отчете рассматриваются эти дебаты, особенно в свете разнообразия религиозных традиций, представленных в Соединенных Штатах.Однако сначала в отчете объясняются некоторые научные разработки, которые могут лечь в основу революции в области усовершенствований.

Где находится наука?

Тактический штурмовой легкий костюм оператора (TALOS), который президент Обама сравнил с «Железным человеком», может сделать американских солдат сильнее и в значительной степени невосприимчивыми к пулям. (Кредит: AP Images)

25 февраля 2014 года президент Барак Обама встретился с армейскими чиновниками и инженерами в Пентагоне, чтобы обсудить планы по созданию новой супер брони, которая сделает солдат намного опаснее и труднее убивать.Президент пошутил, что «мы строим« Железного человека »», но шутка Обамы содержала больше, чем зерно правды: экзоскелет, названный Тактическим штурмовым легким костюмом оператора (ТАЛОС), отдаленно похож на знаменитый «Железный» вымышленного Тони Старка. Мужской костюм. Первые прототипы уже строятся, и если все пойдет по плану, американские солдаты вскоре могут стать намного сильнее и в значительной степени невосприимчивыми к пулям.

Чуть более года спустя, за океаном, ученые Национальной службы здравоохранения Соединенного Королевства (NHS) объявили, что к 2017 году они планируют начать давать людям синтетическую или искусственную кровь.Если NHS будет реализовывать свои планы, это будет первый раз, когда люди получат кровь, созданную в лаборатории. Хотя конечной целью этих усилий является устранение нехватки крови, особенно для редких групп крови, успех синтетической крови может заложить основу для заменителя крови, который может быть разработан для переноса большего количества кислорода или более эффективной борьбы с инфекциями.

Ученые производят ткань и кровь в лаборатории. Синтетическая кровь может быть использована в организме человека уже в 2017 году. (Источник: AP Images)

В апреле 2016 года ученые из Мемориального института Баттелле в Колумбусе, штат Огайо, обнаружили, что они имплантировали чип в мозг парализованного человека.Чип может посылать сигналы в рукав вокруг руки мужчины, позволяя ему взять стакан воды, провести кредитную карту и даже поиграть в видеоигру Guitar Hero.

Примерно в то же время китайские исследователи объявили, что они пытались генетически изменить 213 эмбрионов, чтобы сделать их устойчивыми к ВИЧ. Только четыре эмбриона были успешно изменены, и все они в конечном итоге были уничтожены. Более того, ученые из Медицинского университета Гуанчжоу, которые выполнили эту работу, заявили, что ее цель заключалась исключительно в проверке возможности редактирования генов эмбриона, а не в том, чтобы регулярно начинать изменять эмбрионы.Тем не менее Роберт Спарроу из австралийского Центра биоэтики человека при Университете Монаша сказал, что хотя редактирование эмбрионов для предотвращения ВИЧ имеет очевидную терапевтическую цель, эксперимент в более широком смысле приведет к другим вещам. «Его наиболее вероятное и наиболее вероятное использование — это технология улучшения человека», — сказал он, сообщает South China Morning Post.

Как показывают эти примеры, многие фантастические технологии, которые до недавнего времени были ограничены научной фантастикой, уже появились, по крайней мере, в их ранних формах.«Мы больше не живем в то время, когда мы можем сказать, что мы либо хотим совершенствоваться, либо нет», — говорит Николас Агар, профессор этики Университета Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия, и автор книги «Конец человечества». : Почему мы должны отвергать радикальное улучшение ». «Мы уже живем в эпоху совершенствования».

Дорога к ТАЛОС, мозговым чипам и синтетической крови была долгой и включала в себя множество остановок по пути. Многие из этих достижений являются результатом конвергенции более чем одного типа технологий — от генетики и робототехники до нанотехнологий и информационных технологий.Эти технологии «смешиваются и подпитываются друг другом, и вместе они создают кривую изменений, непохожую на все, что мы, люди, когда-либо видели», — пишет журналист Джоэл Гарро в своей книге «Радикальная эволюция: перспективы и опасность улучшения нашего разума, наши Тела — и что значит быть человеком ».

Комбинация информационных технологий и нанотехнологий открывает перспективу создания машин, которые, если цитировать заголовок недавней книги Роберта Брайса об инновациях, «меньше, быстрее, легче, плотнее, дешевле.«И как утверждают некоторые футуристы, такие как Рэй Курцвейл, эти разработки будут происходить ускоренными темпами по мере того, как технологии будут дополнять друг друга. «Анализ истории технологий показывает, что технологические изменения носят экспоненциальный характер, что противоречит здравому смыслу« интуитивно-линейного »представления», — пишет Курцвейл, американский ученый и изобретатель в области информатики, чья работа привела к разработке всего, от кассовых сканеров до от супермаркетов до машин для чтения текста для слепых. «Таким образом, мы не испытаем 100 лет прогресса в 21 веке — это будет больше похоже на 20 000 лет прогресса (при сегодняшних темпах).”

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РЕДАКТИРОВАНИЕ И ИНЖИНИРИНГ

В области биотехнологии большая веха произошла в 1953 году, когда американский биолог Джеймс Уотсон и британский физик Фрэнсис Крик открыли молекулярную структуру ДНК — знаменитую двойную спираль, которая является генетическим планом жизни. Почти 50 лет спустя, в 2003 году, двум международным группам исследователей во главе с американскими биологами Фрэнсисом Коллинзом и Крейгом Вентером удалось расшифровать и прочитать этот план, идентифицировав все пары химических оснований, составляющие ДНК человека.

Отчет : Общественность США опасается биомедицинских технологий для «улучшения» человеческих способностей

Поиск плана жизни, а также его успешное расшифровка и прочтение дало исследователям возможность изменить физиологию человека на самом фундаментальном уровне. Манипулирование этим генетическим кодом — процесс, известный как генная инженерия, — может позволить ученым создавать людей с более сильными мышцами, более твердыми костями и более быстрым мозгом. Теоретически он также может создавать людей с жабрами, перепончатыми руками и ногами или даже крыльями — и, как указывает Гарро в своей книге, может привести к «еще большему разнообразию пород людей, чем собак.”

Фокус-группа: Американские голоса о том, как усовершенствование человека может сформировать наше будущее

В последние годы перспективы передовой генной инженерии стали намного более реальными, в основном благодаря двум событиям. Во-первых, недорогая и сложная технология картирования генов дала ученым более глубокое понимание генома человека.

Видео: Научные и этические элементы улучшения человека

Второе важное событие связано с новой мощной технологией редактирования генов, известной как CRISPR.Хотя редактирование генов само по себе не ново, CRISPR предлагает ученым метод, который намного быстрее, дешевле и точнее. «Это примерно в 1000 раз дешевле [существующих методов]», — говорит Джордж Черч, генетик из Гарвардской медицинской школы. «Это может изменить правила игры». CRISPR намного более эффективен и точен, чем старые технологии редактирования генов, потому что он использует иммунную систему каждой клетки для нацеливания и разделения частей ее ДНК и замены их новым генетическим кодом.

CRISPR уже значительно расширяет сферу возможностей в области генной инженерии.Действительно, 21 июня 2016 года правительство США объявило, что одобрило первые испытания на людях с использованием CRISPR, в данном случае для усиления противораковых свойств иммунной системы пациентов, страдающих меланомой и другими смертельными видами рака. «Мощь и универсальность CRISPR открыли новые и широкие возможности в биологии и медицине», — говорит Дженнифер Дудна, исследователь Калифорнийского университета в Беркли и соавтор CRISPR.

По словам Дудны и других, CRISPR может предоставить новые методы лечения или даже лекарства от некоторых из самых страшных болезней сегодня — не только рака, но и болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и других.

Мощность и универсальность

CRISPR открыли новые широкие возможности в биологии и медицине.

— Дженнифер Дудна, Калифорнийский университет в Беркли

Еще более интригующая возможность связана с внесением генетических изменений на эмбриональной стадии, также известных как редактирование зародышевой линии. Логика проста: измените линии генов на восьми- или 16-клеточной стадии эмбриона (например, чтобы исключить ген болезни Тея-Сакса), и это изменение произойдет в каждой из триллионов клеток в результате этого человека, не говоря уже о клетки их потомков.В сочетании с растущим пониманием исследователей генетической связи с различными заболеваниями, CRISPR может помочь устранить множество болезней у людей еще до их рождения.

Но многие из тех же ученых, которые приветствовали обещание CRISPR, в том числе Дудна, также предупреждали о его потенциальных опасностях. На конференции Национальной академии наук в Вашингтоне, округ Колумбия, в декабре 2015 года она и около 500 исследователей, специалистов по этике и других призвали научное сообщество пока воздержаться от редактирования эмбрионов, утверждая, что мы еще не знаем достаточно, чтобы безопасно вносить изменения, которые могут быть переданы будущим поколениям.

Участники конференции также подняли еще одну проблему: идею использования новых технологий для редактирования эмбрионов в нетерапевтических целях. В соответствии с этим сценарием родители могут выбрать для своих будущих детей множество вариантов, включая все, от косметических черт, таких как цвет волос или глаз, до наделения своего потомства более высокими интеллектуальными или спортивными способностями. Некоторые трансгуманисты видят огромный потенциал в внесении изменений на эмбриональном уровне. «Это может быть та область, где впервые становится возможным серьезное улучшение, потому что на эмбриональной стадии легче делать многие вещи, чем у взрослых, использующих традиционные лекарства или машинные имплантаты», — говорит Ник Бостром, директор Future of Humanity Institute, аналитического центра. в Оксфордском университете, который фокусируется на «общих вопросах о человечестве и его перспективах».”

Но в умах многих философов, теологов и других идея «детей-дизайнеров» слишком близка к евгенике — философскому движению 19-го и начала 20-го веков, направленному на воспитание лучших людей. Евгеника в конечном итоге вдохновила законы о принудительной стерилизации в ряде стран (включая США), а затем, что наиболее печально известно, помогла создать некоторые интеллектуальные рамки для убийства миллионов нацистской Германией во имя пропаганды расовой чистоты.

Также могут быть препятствия практического характера.Некоторые опасаются, что могут быть непредвиденные последствия, отчасти потому, что наше понимание генома, хотя и растет, даже близко не к полному. В статье для журнала Time Вентер, который помог возглавить первую успешную попытку секвенирования генома человека, предупреждает, что «у нас мало или совсем нет знаний о том, как (за некоторыми исключениями) изменение генетического кода повлияет на развитие и тонкости, связанные с огромный набор человеческих качеств ». Вентер добавляет: «Гены и белки редко выполняют единственную функцию в геноме, и мы знаем много случаев у экспериментальных животных, когда изменение« известной функции »гена приводит к неожиданностям в развитии.”

ЛУЧШИЙ МОЗГ?

Для многих трансгуманистов расширение наших возможностей начинается с органа, который больше всего отличает человека от других животных: мозга. В настоящее время когнитивное улучшение в основном связано с лекарствами, которые были разработаны и назначаются для лечения определенных заболеваний мозга, таких как риталин при синдроме дефицита внимания или модафинил при нарколепсии. Эти и другие лекарства показали в лабораторных испытаниях, что они помогают повысить концентрацию внимания и улучшить память.

Но хотя модафинил и другие препараты сейчас иногда используются (не по назначению) для улучшения когнитивных функций, особенно среди студентов-тестировщиков и перегруженных офисных работников, улучшения концентрации внимания и памяти являются относительно скромными.Более того, многие трансгуманисты и другие люди предсказывают, что, хотя новые лекарства (скажем, специально разработанные «умные таблетки» для повышения IQ) или генная инженерия могут привести к значительному усилению функции мозга, самый прямой и самый короткий путь к значительному увеличению когнитивных способностей, вероятно, включает компьютеры и информационные технологии.

Как и биотехнология, история информационных технологий усеяна важными вехами и вехами, такими как разработка транзистора тремя американскими учеными из Bell Labs в 1947 году.Транзисторы — это переключатели электронных сигналов, которые положили начало современным компьютерам. Уменьшая электронные компоненты до микроскопических размеров, исследователи смогли построить еще более компактные, более мощные и дешевые компьютеры. В результате современный iPhone имеет более чем в 250 000 раз больше емкости для хранения данных, чем компьютер наведения, установленный на космическом корабле «Аполлон-11», который доставил астронавтов на Луну.

Нанотехнологии позволяют кодировать большой объем информации в очень маленьком пространстве.(Фото: AP Images)

Одна из причин, по которой iPhone настолько мощный и способный, заключается в том, что в нем используются нанотехнологии, которые включают «способность видеть и контролировать отдельные атомы и молекулы». Нанотехнологии использовались для создания веществ и материалов, используемых в тысячах продуктов, включая предметы гораздо менее сложные, чем iPhone, такие как одежда и косметика.

Достижения в области вычислений и нанотехнологий уже привели к созданию крошечных компьютеров, которые могут взаимодействовать с нашим мозгом.Это развитие не так надумано, как может показаться, поскольку и мозг, и компьютеры используют электричество для работы и общения. Эти ранние и примитивные интерфейсы мозг-машина использовались в терапевтических целях, чтобы помочь восстановить некоторую подвижность параличом (как в примере с парализованным человеком) и дать частичное зрение людям с определенными видами слепоты. По словам ученых, в будущем интерфейсы мозг-машина будут делать все: от помощи пострадавшим от инсульта к восстановлению речи и подвижности до успешного вывода людей из глубокой комы.

Сейчас большинство ученых, работающих в области интерфейса мозг-машина, говорят, что они сосредоточены исключительно на исцелении, а не на улучшении. «Я разговаривал с сотнями людей, проводящих это исследование, и сейчас все привязаны к медицине и даже не говорят об улучшении, потому что не хотят терять свои исследовательские гранты», — говорит Даниэль Фаггелла, футуролог. который основал TechEmergence, фирму по исследованию рынка, специализирующуюся на улучшении когнитивных функций и пересечении технологий и психологии.Но, по словам Фаггелла, технология, разработанная для улучшения состояния здоровья, неизбежно будет использована в других целях. «Как только у нас появятся ботинки на земле, и улучшающий эффект станет более нормальным, люди начнут говорить: мы можем сделать больше с этим».

Если делать больше, то неизбежно будет увеличиваться функция мозга, что уже началось относительно простым способом. Например, ученые использовали электроды, помещенные на голову, чтобы пропустить через мозг слабый электрический ток. Эта процедура известна как транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS).Исследования показывают, что безболезненная tDCS может повысить пластичность мозга, облегчая срабатывание нейронов. Это, в свою очередь, улучшает познавательные способности, облегчая испытуемым изучение и запоминание вещей, от новых языков до математики. Уже есть разговоры об имплантации в мозг устройства, похожего на кардиостимулятор tDCS, чтобы реципиентам не нужно было носить электроды. Устройство в чьей-то голове также может более точно направлять электрический ток на те части мозга, которые наиболее чувствительны к tDCS.

[Умные гены] позволят нам делать так много разных вещей. Небо это предел.

— Андерс Сандберг, Институт будущего человечества Оксфордского университета

По мнению многих футуристов, tDCS сродни раннему паровозу или, возможно, даже конному экипажу до появления гигантских реактивных самолетов и ракет. Если, как предсказывают некоторые ученые, появится полноценный интерфейс мозг-машина, люди вскоре могут иметь чипы, имплантированные в их мозг, что даст им прямой доступ к цифровой информации.Это как иметь смартфон в голове, с возможностью мгновенно вызывать горы данных, даже не глядя на экран компьютера.

Следующим шагом могут стать машины, расширяющие различные функции мозга. Как только ученые составят подробную карту того, что именно делают разные части нашего мозга, они теоретически смогут расширить каждую функциональную зону, разместив в этих местах крошечные компьютеры. Например, машины могут позволить нам «обрабатывать» информацию на экспоненциально более высоких скоростях, или ярко все запоминать, или просто лучше видеть или слышать.Дополнения, помещенные в нашу лобную долю, теоретически могут сделать нас более креативными, дать нам больше (или меньше) сочувствия или сделать нас лучше в математике или языках. (Данные о том, хотят ли американцы сказать, что они хотели бы использовать потенциальную технологию, включающую имплант мозгового чипа для улучшения когнитивных способностей, см. В сопроводительном обзоре, см. Общественность США, опасающаяся биомедицинских технологий для «улучшения» человеческих способностей.)

Генная инженерия также предлагает многообещающие возможности, хотя есть и возможные препятствия.Ученые уже определили определенные области в ДНК человека, которые, по-видимому, контролируют наши когнитивные функции. Теоретически можно манипулировать чьими-то «умными генами», чтобы они работали лучше, и эта идея почти наверняка стала более осуществимой с недавним развитием CRISPR. «Потенциал здесь действительно очень велик», — говорит Андерс Сандберг, нейробиолог и научный сотрудник Института будущего человечества Оксфордского университета. «Я имею в виду, что ученые уже работают над… небольшими биологическими роботами, состоящими из небольших частиц ДНК, которые связываются с определенными объектами в мозгу и изменяют их химический состав.

«Это позволило бы нам делать так много разных вещей», — добавляет Сандберг. «Небо это предел.»

Несмотря на этот оптимизм, некоторые ученые утверждают, что, вероятно, пройдет много времени, прежде чем мы сможем создать в биоинженерии значительно более умного человека. Во-первых, маловероятно, что существует всего несколько генов или даже несколько десятков генов, регулирующих интеллект. Действительно, интеллект может зависеть от тонкого танца тысяч генов, что значительно усложняет биоинженерию для гения.

Даже если ученые найдут нужные гены и «включат их», нет никакой гарантии, что люди действительно станут умнее. На самом деле, некоторые ученые предполагают, что попытки увеличить интеллект — будь то с помощью биологии или машин — могут привести к перегрузке пропускной способности мозга. По словам Мартина Дреслера, доцента когнитивной нейробиологии в Университете Радбауд в Нидерландах, некоторые исследователи полагают, что «эволюция заставила мозг развиваться в направлении оптимального… функционирования.Другими словами, говорит он, «если бы еще существовала возможность оптимизировать работу мозга путем добавления определенных химикатов, природа уже сделала бы это». То же самое можно сказать и о модернизации машин, добавляет Дреслер.

Даже оптимистичный Сэндберг говорит, что улучшение работы мозга может оказаться более трудным, чем некоторые могут представить, потому что изменение биологических систем часто может иметь непредвиденные последствия. «Биология — беспорядок», — говорит он. «Когда вы продвигаетесь в одном направлении, биология обычно отталкивается.”

БУДУЩЕЕ КРОВИ

Учитывая важность мозга, когнитивные улучшения могут быть святым Граалем трансгуманизма. Но многие футуристы говорят, что технологии улучшения, скорее всего, будут использоваться для преобразования всего тела, а не только его части.

Это включает в себя усилия по производству синтетической крови, которые до сих пор были сосредоточены на терапевтических целях. Но, как и в случае с CRISPR и редактированием генов, искусственная кровь в конечном итоге может быть использована как часть более широких усилий по улучшению здоровья человека.Его можно было бы спроектировать так, чтобы оно свертывалось намного быстрее, чем естественная человеческая кровь, например, предотвращая кровотечение у людей. Или он может быть разработан для постоянного наблюдения за артериями человека и защиты их от налета, что предотвращает сердечный приступ.

Синтетические белые кровяные тельца также потенциально могут быть запрограммированы. Действительно, как практически любой компьютер, эти клетки могут получать «обновления программного обеспечения», которые позволят им бороться с различными угрозами, такими как новая инфекция или определенный вид рака.

Ученые уже разрабатывают и тестируют наночастицы, которые могут попадать в кровоток и доставлять лекарства в целевые области. Эти микроскопические частицы далеки от синтетической крови, поскольку их можно будет использовать один раз и для очень специфических задач, таких как доставка небольших доз химиотерапии непосредственно к раковым клеткам. Однако наночастицы могут быть предшественниками микроскопических машин, которые потенциально могут выполнять множество задач в течение гораздо более длительного периода времени, в конечном итоге заменяя нашу кровь.

Также возможно, что улучшенная кровь будет производиться с помощью генной инженерии, а не синтетически. «Одно из самых больших преимуществ этого подхода состоит в том, что вам не придется беспокоиться о том, что ваше тело отвергнет вашу новую кровь, потому что она по-прежнему будет исходить от вас», — говорит Сандберг из Оксфордского университета.

Независимо от того, как это сделано, одной очевидной ролью улучшенной или «умной» крови будет увеличение количества кислорода, который может переносить наш гемоглобин. «В принципе, запасы кислорода в нашей крови очень ограничены, — говорит Сандберг.«Таким образом, мы могли бы значительно улучшить наше физическое состояние, если бы могли увеличить несущую способность гемоглобина».

По мнению Сандберга и других, значительно большее количество кислорода в крови может иметь множество применений, помимо очевидной пользы для спортсменов. Например, по его словам, «это может предотвратить сердечный приступ, поскольку сердцу не нужно так много работать, или может оказаться, что вам не придется дышать в течение 45 минут». В целом, говорит Сандберг, эта суперкровь «может дать вам намного больше энергии, что будет своего рода когнитивным улучшением».”

(Данные о том, хотят ли американцы использовать потенциальные синтетические кровезаменители для улучшения своих физических способностей, см. В сопроводительном исследовании «Общественность США с осторожностью относится к биомедицинским технологиям для« улучшения »человеческих способностей».)

ГИП ИЛИ СМЕНА ПАРАДИГМЫ?

Так куда же все эти новые и мощные технологии уводят человечество? Ответ зависит от того, кого вы спрашиваете.

Многие трансгуманисты говорят, что наличие большего количества энергии или даже большего интеллекта или выносливости не является конечной точкой проекта улучшения.Некоторые футуристы, такие как Курцвейл, говорят об использовании машин не только для резкого увеличения физических и когнитивных способностей, но и для фундаментального изменения траектории человеческой жизни и опыта. Например, Курцвейл предсказывает, что к 2040-м годам первые люди загрузят свои мозги в облако, «живя в различных виртуальных мирах и даже избегая старения и избегая смерти».

Футурист и изобретатель Рэй Курцвейл предсказывает, что к 2040-м годам первые люди загрузят свои мозги в облако, «живя в различных виртуальных мирах и даже избегая старения и избегая смерти.(Источник: Getty Images)

Курцвейла, который сделал больше, чем кто-либо, для популяризации идеи о том, что наше сознание скоро будет «загружено», — его называли всем, от «причудливого» до «очень изощренного психа». Но помимо того, что он был одним из самых успешных изобретателей в мире, он — если можно судить о продаже книг и выступлениях — приобрел значительное число последователей своих идей.

Курцвейл не единственный, кто думает, что мы стоим на пороге эры, когда люди смогут управлять своей собственной эволюцией.«Я считаю, что сейчас мы наблюдаем начало смены парадигмы в инженерии, естественных и гуманитарных науках», — говорит Наташа Вита-Море, председатель совета директоров Humanity +, организации, которая продвигает «этичное использование технологий. для расширения человеческого потенциала ».

Тем не менее, даже некоторые трансгуманисты, восхищающиеся работами Курцвейла, не полностью разделяют его веру в то, что скоро мы будем жить полностью виртуальной жизнью. «Я не разделяю мнение Рэя о том, что мы будем развоплощенными», — говорит Вита-Мор, которая вместе со своим мужем, философом Максом Мором, помогла основать трансгуманистическое движение в Соединенных Штатах.«У нас всегда будет тело, даже если оно изменится».

Исходя из нашего прошлого опыта, мы знаем, что большинство из этих вещей вряд ли произойдет в ближайшие 30 или 40 лет.

— Джордж Анна, Бостонский университет

В будущем, предсказывает Вита-Море, наши тела будут радикально изменены биологическими и машинными усовершенствованиями, но наша основная сенсорная жизнь — та часть нас, которая касается, слышит и видит мир — останется нетронутой.Однако она также представляет себе то, что она называет протезом всего тела, который, наряду с нашим загруженным сознанием, будет действовать как резервная копия или копия нас в случае нашей смерти. «Это будет способ обеспечить наше личное выживание, если что-то случится с нашим телом», — говорит она.

Другие, например специалист по биоэтике из Бостонского университета Джордж Анна, считают, что Курцвейл ошибается в отношении технологического развития, и говорят, что разговоры об экзотических улучшениях — это в значительной степени шумиха. «Основываясь на нашем прошлом опыте, мы знаем, что большинство из этих вещей вряд ли произойдет в ближайшие 30-40 лет», — говорит Анна.

Он указывает на многие уверенные прогнозы за последние 30-40 лет, которые оказались необоснованными. «В 1970-е годы мы думали, что к настоящему времени будут миллионы людей с искусственными сердцами», — говорит он. В настоящее время лишь у небольшого числа пациентов есть искусственные сердца, и устройства используются в качестве временного моста, чтобы поддерживать жизнь пациентов до тех пор, пока не будет найдено человеческое сердце для трансплантации.

Совсем недавно, по словам Аннаса, «люди думали, что проект« Геном человека »быстро приведет к персонализированной медицине, но этого не произошло.”

Фаггелла, футуролог, основавший TechEmergence, видит кардинально иное будущее и думает, что настоящий толчок будет, по сути, в расширении нашего сознания, как в прямом, так и в переносном смысле. По словам Фаггелла, желание быть сильнее и умнее быстро уступит место поискам нового вида счастья и удовлетворения. «За последние 200 лет технологии сделали нас богами… и все же люди сегодня примерно так же счастливы, как и раньше», — говорит он. «Итак, я считаю, что становление супер-Эйнштейном не сделает нас счастливее и … что в конечном итоге мы будем использовать совершенствование для удовлетворения наших желаний и желаний, а не только для того, чтобы стать сильнее.”

Что именно это означает? Фаггелла не может сказать наверняка, но он думает, что развитие ума в конечном итоге позволит людям получить опыт, который просто невозможен с нашим нынешним мозгом. «Мы, вероятно, начнем с того, что возьмем человеческую версию нирваны и создадим ее в какой-то виртуальной реальности», — говорит он, добавляя: «В конечном итоге мы перейдем в царство блаженства, которое мы не можем себе представить в настоящее время, потому что мы не способны это представить. Улучшение нашего мозга сделает нас способными.”

Этика и религия

СКАЗКА О ДВУХ ГЕКСЛИ

В отличие от своего брата — автора «О дивный новый мир» Олдоса Хаксли (справа) — Джулиан Хаксли был научным оптимистом, который считал, что новые технологии откроют людям удивительные возможности для самосовершенствования и роста. (Кредит: Getty Images)

В некоторой степени идеи и концепции, лежащие в основе улучшения человека, можно проследить до биолога и писателя Джулиана Хаксли. Джулиан был не только одним из самых важных мыслителей середины 20 века, но и братом Олдоса Хаксли, автора известного научного романа-антиутопии «О дивный новый мир ».

Действие романа происходит в будущем, в котором благодаря науке практически никто не знает насилия или нужды. Но этот дивный новый мир также является стерильным местом, где люди редко испытывают любовь, где дети «сливаются» в лабораториях, а семьи больше не существуют, и где счастье вызывается химическим путем. Хотя в этом вымышленном мире есть изобилие материальных удобств, вещи, которые люди традиционно считают, лучше всего определяют нашу человечность и делают жизнь достойной жизни — любовь, близкие отношения, радость — в значительной степени были устранены.

В отличие от своего брата Олдоса, Джулиан Хаксли был научным оптимистом, который считал, что новые технологии откроют людям удивительные возможности для самосовершенствования и роста, включая возможность управлять нашей эволюцией как вида. По его словам, физические и психологические свойства человека больше не будут подчиняться капризам природы.

В своем эссе 1957 года «Трансгуманизм» (термин, придуманный Джулианом Хаксли) он изложил свои идеи, написав, что «человеческий вид может, если пожелает, превзойти себя — не просто спорадически, индивидуум здесь одним способом, индивидуум там по-другому, но целиком, как человечество.«Как только человек овладел своей биологической судьбой, он« окажется на пороге нового вида существования, столь же отличного от нашего, как наше от пекинского человека », — писал Джулиан Хаксли, имея в виду данное имя. к окаменелостям одного из наших доисторических предков возрастом 750 000 лет.

СТОИМОСТЬ ОБЩЕСТВА?

Но, как и брат Джулиана Олдос Хаксли, те, кто противостоит радикальному совершенствованию, говорят, что путь к преодолению человечности вымощен ужасными рисками и опасностями, и что общество, стремящееся к совершенствованию, может потерять в сделке гораздо больше, чем получить.«Я думаю, что императив улучшения, когда мы собираемся преодолеть все ограничения, включая смерть, мне кажется своего рода утопизмом, для реализации которого нам придется разбить много яиц», — говорит Кристиан Бруггер, профессор. нравственного богословия в Духовной семинарии Св. Иоанна Вианнея в Денвере.

Эссе: Научные и этические аспекты радикального продления жизни (2013)

По мнению Бруггера и других противников радикального улучшения, эти «разбитые яйца» могут включать в себя усиление социальной напряженности — или, что еще хуже, — когда богатые и привилегированные получают доступ к дорогостоящим новые методы улучшения здоровья задолго до среднего класса или бедных, а затем использовать эти преимущества для увеличения и без того большого разрыва между богатыми и бедными.«Риски усугубления неравенства здесь кажутся очевидными, — говорит Тодд Дейли, доцент богословия и этики Богословской семинарии Урбана в Шампейне, штат Иллинойс. — И я не уверен, что люди, получившие эти улучшения, захотят убедитесь, что все остальные тоже получат их, потому что люди обычно хотят использовать те преимущества, которые у них есть ».

По мнению некоторых мыслителей, беспокойство по поводу неравенства идет гораздо дальше, чем просто увеличение существующего разрыва между богатыми и бедными.Они считают, что радикальное улучшение поставит под угрозу тот самый социальный договор, который лежит в основе либеральных демократий в Соединенных Штатах и ​​других странах. «Политическое равенство, закрепленное в Декларации независимости, основывается на эмпирическом факте естественного человеческого равенства», — пишет социальный философ Фрэнсис Фукуяма в своей книге 2002 года «Наше постчеловеческое будущее». Он добавляет: «Мы сильно различаемся по отдельности и по культуре, но у нас есть общая гуманность».

Бруггер из Богословской семинарии Св. Иоанна Вианнея соглашается.«Прямо сейчас существует общее равенство, потому что все мы люди», — говорит он. «Но все это меняется, когда мы начинаем наделять некоторых людей значительно новыми полномочиями».

Аннас из

Бостонского университета разделяет эти опасения. «Я думаю, что в какой-то момент улучшенные люди неизбежно будут рассматривать неулучшенных как недочеловеков», — говорит он. «[Улучшенные] люди, вероятно, предположили бы, что они имеют право править нами, а остальные из нас могут попытаться убить их, что приведет к большому количеству мертвых и раненых людей».

Сторонники улучшения человека говорят, что цель состоит не в создании расы сверхлюдей, а в использовании технологических инструментов для улучшения человечества и условий жизни людей.В самом деле, говорят они, это продолжение того, что люди делали на протяжении тысячелетий: использование технологий для улучшения жизни. «Я не верю в утопии и не верю в совершенство», — говорит Вита-Мор, добавляя: «Для меня улучшение — это очень практичный способ дать нам новые возможности для улучшения нашей жизни. Это так просто.»

Хороший пример, по словам Вита-Море, — улучшение когнитивных функций. «Предоставляя людям улучшенную память и навыки решения проблем, улучшение когнитивных способностей поможет нам быть более творческими, давая нам возможность соединять больше вещей новыми способами», — говорит она.«Это поможет нам лучше решать проблемы».

Чем больше у нас способностей, тем лучше мы становимся.

— Джеймс Хьюз, Тринити-колледж

Те, кто поддерживает человеческое совершенствование, также отрицают, что такое развитие событий резко усугубит социальное неравенство. По их словам, новые технологии часто разрушают общество и могут негативно сказаться на определенных уязвимых группах населения. Но проблема неравенства по сути и останется политической.

«Основная ошибка луддитов состоит в том, чтобы указать на социальную проблему и сказать, что, если мы добавим новые технологии, проблема усугубится», — говорит Джеймс Хьюз, исполнительный директор Института этики и новых технологий, аналитического центра, выступающего за улучшение. . «Но способ решить проблему в данном случае — сделать мир более равным, а не запретить технологию».

Улучшение человеческого потенциала с такой же или даже большей вероятностью смягчит социальное неравенство, чем усугубит его, говорит Бостром из Оксфордского университета, лидер трансгуманистического движения.«Проект улучшения мог бы позволить людям с естественным неравенством быть доведенными до уровня всех остальных», — говорит он.

Хьюз, Бостром и другие также оспаривают идею, выдвинутую Фукуямой и Бруггером, о том, что улучшение может вытеснить чувство общечеловечества, которое веками поддерживало демократический общественный договор. Во-первых, они указывают на то, что история современного Запада — это история постоянно расширяющегося определения полного гражданства. «Набор людей, которым западные общества предоставили полный моральный статус, на самом деле увеличился, включая мужчин без собственности или благородного происхождения, женщин и небелых людей», — пишет Бостром.Кроме того, сторонники улучшения говорят, что идея о том, что будет особый вид улучшенных людей, которые будут пытаться поработить своих неулучшенных братьев и сестер, может стать хорошей научной фантастикой, но вряд ли это произойдет. Вместо этого, говорят они, будет много разных типов людей с разными типами улучшений. «Кажется гораздо более вероятным, что будет континуум по-разному модифицированных или улучшенных людей, которые будут пересекаться с континуумом еще не улучшенных людей», — пишет Бостром, добавляя, что сегодня есть очень разные типы людей (очень высокие от очень короткого, от очень умного до умственно отсталого и т. д.) которым удается жить бок о бок наравне с моральными и юридическими.

Наконец, трансгуманисты и другие сторонники говорят, что история показывает, что по мере того, как люди получают больше контроля над своей жизнью, они становятся более чуткими, а не менее. «Сегодня у нас больше здоровья, интеллекта и продолжительности жизни, чем 100 лет назад, и сегодня мы более сострадательны и более чутки, чем были тогда», — говорит Хьюз, указывая на книгу профессора психологии Гарвардского университета Стивена Пинкера 2011 года. , «Лучшие ангелы нашей природы: почему насилие пошло на убыль.В книге утверждается, что по мере того, как человеческое общество становилось богаче и изощреннее, оно также становилось менее жестоким. «Чем больше у нас способностей, тем лучше мы становимся», — добавляет Хьюз.

СТОИМОСТЬ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ?

Счастье можно найти в браке, в семьях, в районе… Ничего из этого не обещает улучшение.

— Кристиан Бруггер, Богословская семинария Св. Иоанна Вианнея

Критики усовершенствования задаются вопросом, действительно ли люди будут счастливее, если проектам усовершенствований будет позволено реализоваться.По мнению этих критиков, философы долгое время считали, что истинное счастье исходит не от улучшенного физического мастерства или значительно более долгой жизни, а от хорошего характера и добродетельной жизни. «Счастье можно найти в браке, в семьях, в районе… в людях, которые готовы жертвовать и страдать за других», — говорит Бруггер. «Ничего из этого не обещают улучшения».

«Счастье тоже находится в пределах, — говорит Агар из Университета Виктории. «В моей жизни есть вещи, которые я ценю и которыми горжусь, например, моя недавняя книга», — говорит он.«Но как я могу ценить написание моей книги, если мои познавательные способности улучшились, и делать это становится намного проще?»

Но сторонники утверждают, что жизнь по-прежнему будет значимой и сложной в мире, где широко распространены улучшения. «То, что связано с человеческим характером и добродетелью, а также то, что делает жизнь значимой, не изменится в результате улучшения человека, точно так же, как они не изменились по мере того, как изменилось наше общество», — говорит Тед Петерс, профессор систематическое богословие в Тихоокеанской лютеранской духовной семинарии в Беркли, Калифорния.«Пока мы остаемся людьми, эти вещи будут важны».

Более того, улучшенная жизнь по-прежнему будет содержать проблемы и ограничения, только другие, — говорит Рональд Коул-Тернер, профессор теологии и этики Питтсбургской теологической семинарии, связанной с пресвитерианской церковью (США). «Проблемы жизни по-прежнему останутся, просто они могут быть другими и сложнее», — говорит он. «Стойки ворот переместятся дальше по полю, вот и все».

ТРАНСГУМАНИЗМ И ТРАДИЦИИ ВЕРЫ

Поскольку улучшение человеческого потенциала по-прежнему в значительной степени является вопросом будущего, оно еще не привлекло к себе большого внимания в американских религиозных общинах.Например, нет официального учения или заявления об улучшении человеческого потенциала или трансгуманизма, которые исходили бы непосредственно от какой-либо из основных церквей или религиозных групп в Соединенных Штатах. Однако некоторые теологи, специалисты по религиозной этике и религиозные лидеры начали задумываться о последствиях человеческого совершенствования в свете учений своих традиций, предлагая понимание того, как их церкви или религии могли бы отреагировать на радикальное человеческое совершенствование, если бы это стало возможным.

Все авраамические веры — иудаизм, христианство и ислам — разделяют веру в то, что мужчины и женщины были созданы до некоторой степени по образу Бога.По мнению многих теологов, идея о том, что люди в определенном смысле отражают Бога, создает некоторые, но не все религиозные деноминации в рамках этого широкого набора связанных традиций, опасаясь использования новых технологий для улучшения или изменения людей, а не для их исцеления или восстановления.

Римско-католическая церковь через свою обширную сеть образовательных и других учреждений уже начала формулировать аргумент против улучшения, частично основанный на идее о том, что Божий план для человечества включает в себя пределы и что пределы жизни — это те самые силы, которые создают добродетельное, мудрые и в конечном итоге счастливые люди.«Смелость, верность, сила духа, щедрость, надежда, умеренность, настойчивость — все это культивируется в ответ на ограничения обстоятельств и природы», — говорит Джон Холдейн, католический философ, преподающий в Университете Сент-Эндрюс в Шотландии.

… когда мы пытаемся быть чем-то большим, чем люди, рискуем ли мы попытаться стать в некотором роде подобными Богу, как это сделали Адам и Ева?

— Тодд Дейли, Богословская семинария Урбаны,

Католики активно поддерживают медицинские и технологические достижения, которые могут вернуть здоровье кому-то, — говорит Бруггер.«Но разделительная линия для церкви — это грань между терапией и улучшением».

Обеспокоенность по поводу пересечения этой черты уже выражалась католическими организациями. Например, в 2013 году связанный с церковью Международный конгресс науки и жизни собрался в Мадриде и выпустил декларацию, в которой предупреждалось, что «искусственно управляемый новый человеческий вид» создаст «реальную опасность для человеческой жизни в том виде, в каком мы ее знаем».

Консервативные евангелические протестантские церкви также, вероятно, с осторожностью относятся к методам лечения или технологиям, которые улучшают, а не исцеляют людей, говорит Дейли из Теологической семинарии Урбаны.«Я думаю, что большинство [евангелических] церквей будут предупреждать об этом», — говорит он. «Я думаю, что многие евангельские лидеры и пасторы сочтут это неразумным и будут призывать людей избегать этого». Действительно, Альберт Молер, один из интеллектуальных лидеров крупнейшей деноминации евангелического христианства в США, Южного баптистского конвента, уже сделал это, назвав это «новой формой евгенической идеологии».

Согласно Дейли и другим, противодействие евангелистов совершенствованию частично основывается на том, что человек не должен «играть в Бога».По словам Дейли, «когда мы пытаемся быть чем-то большим, чем люди, рискуем ли мы попытаться стать в некотором роде подобными Богу, как это сделали Адам и Ева?» Он добавляет: «Это важный вопрос для христиан, который, я думаю, поможет нам развить дискуссию».

Смелость, верность, сила духа, щедрость, надежда, умеренность, настойчивость — все это культивируется в ответ на ограничения обстоятельств и природы.

— Джон Холдейн, Университет Сент-Эндрюс

Также вероятно возражение со стороны Церкви Иисуса Христа Святых последних дней, которая учит, что тело священно и поэтому не должно изменяться.В то время как небольшие улучшения, которые открыто не изменяют тело, могут быть приемлемы для мормонских лидеров, более значительные улучшения, вероятно, будут «восприниматься церковью как проблема», — говорит Стивен Пек, специалист по биоэтике из Университета Бригама Янга в Прово, штат Юта.

Индуистская традиция, вероятно, будет рассматривать улучшение человека как потенциально опасное явление, хотя и по другим причинам, чем христианские церкви, — говорит Дипак Сарма, профессор южноазиатских религий и философии в Университете Кейс Вестерн Резерв в Кливленде.По его словам, улучшение вызывает беспокойство, потому что его можно использовать для облегчения страданий, что необходимо для отработки плохой кармы (долга от плохих поступков и намерений, совершенных в прошлых жизнях человека). В этом свете, говорит Сарма, индусы могли видеть улучшение как удержание кого-то от очищения от этих проступков из прошлых жизней.

В исламе, по словам Шерин Хэмди, доцента антропологии Брауновского университета, некоторые ученые и лидеры с беспокойством отнесутся к совершенствованию человека, а другие воспримут его.Сторонники могут рассматривать новые улучшения как способ помочь мусульманскому миру догнать Запад или «по крайней мере не отставать», — говорит она. Другие будут выступать против улучшений из-за желания «не изменять то, что создал Бог».

Другие церкви и религиозные традиции, однако, вероятно, не будут противостоять или даже разделиться по этому вопросу, считают ученые. Например, основные протестантские деноминации, такие как пресвитерианская, епископальная или методистская церкви, вряд ли будут пытаться помешать своим членам воспользоваться преимуществами новых усовершенствований, говорит Коул-Тернер из Питтсбургской духовной семинарии, которая обслуживает студенческий контингент, состоящий в основном из основные протестанты.«Я не вижу четкого выражения протеста со стороны какой-либо [основной] деноминации по этому поводу, потому что они не будут рассматривать это как угрозу», — говорит он. «Вместо этого вы можете увидеть усилия по обеспечению справедливого распределения этих благ, чтобы мы могли смягчить любую несправедливость или неравенство, которые могут быть вызваны этим».

По словам лютеранского богослова Петерса, многие основные церкви будут рассматривать улучшение положительно, потому что они будут рассматривать его аспекты как попытки улучшить человеческое благополучие и облегчить страдания.«Я думаю, они увидят во многом то, что они есть: попытку воспользоваться преимуществами этих новых технологий, чтобы помочь улучшить человеческую жизнь», — говорит он.

До тех пор, пока улучшение облегчает или предотвращает страдания, оно само по себе хорошо…

— Хава Тирош-Самуэльсон, Университет штата Аризона

Точно так же буддисты в основном принимают и даже приветствуют человеческое совершенствование, потому что это может помочь им стать лучшими буддистами, — говорит Хьюз, который является сторонником трансгуманизма, а также буддистом и бывшим буддийским монахом.Улучшение, которое продлевает жизнь и делает людей более умными, «будет считаться хорошим, потому что у вас будет больше времени для работы над просветлением и… вы могли бы более эффективно помогать другим», — говорит он.

еврейских лидеров и мыслителей всех основных движений веры, вероятно, поддержали бы разработки, улучшающие познавательные способности или физическую силу. «Большинство еврейских специалистов по биоэтике не стесняются совершенствоваться, и они видят в этом продолжение повеления [в еврейском законе]« улучшить мир », — говорит Хава Тирош-Самуэльсон, директор по иудаике в Университете штата Аризона.«До тех пор, пока улучшение облегчает или предотвращает страдания, оно по своей сути хорошо, и… они склонны его одобрять».

Несмотря на сильные разногласия по поводу полезности и нравственности попыток «улучшить» человечество, многие мыслители по обе стороны дебатов разделяют убеждение, что если хотя бы некоторые из мечтаний сегодняшних трансгуманистов осуществятся, человеческое общество изменится и существенно изменится. . Эти изменения, если они произойдут, перевернут некоторые социальные нормы, а также, возможно, религиозные нормы.И они заставят церкви и многие другие учреждения (как религиозные, так и светские) приспособиться к новой реальности. Впервые в истории человечества самые большие материальные изменения в нашем обществе могут происходить не вне нас, на полях, фабриках и университетах, которые сформировали человеческую цивилизацию, а внутри наших тел — в наших мозгах, мышцах, артериях и даже в нашей ДНК.

Чтение: человеческие способности

Используйте [Гипотеза] (https://hypothes.is/) для обсуждения, вопросов и ответов, а также дополнительных примеров или ссылок для улучшения материала.

Человеческий процессор модели

Вот общий взгляд на когнитивные способности человека — действительно высокий уровень, например, 30 000 футов. Это версия Model Human Processor (MHP), которая была разработана Кардом, Мораном и Ньюэллом как способ обобщить десятилетия исследований психологии в инженерной модели (Card, Moran, Newell, * The Psychology of Human-Computer Взаимодействие *, Lawrence Erlbaum Associates, 1983).

Эта модель отличается от оригинального MHP; мы изменили его, включив в него компонент, представляющий ресурсы внимания человека (Викенс, * Engineering Psychology and Human Performance *, Charles E.Merrill Publishing Company, 1984).

Конечно, эта модель — абстракция. Но это абстракция, которая на самом деле дает нам числовые параметры, описывающие, как мы ведем себя. Как у компьютера есть память и процессор, так и у нашей модели человека. На самом деле в модели несколько разных видов памяти и несколько разных процессоров.

Входные данные от глаз и ушей сначала сохраняются в ** краткосрочном сенсорном хранилище **. По аналогии с компьютерным оборудованием эта память похожа на буфер кадра, в котором хранится единственный кадр восприятия.

** процессор восприятия ** принимает сохраненный сенсорный ввод и пытается распознать в нем символы: буквы, слова, фонемы, значки. В этом распознавании помогает ** долговременная память **, в которой хранятся символы, которые вы умеете распознавать.

** Когнитивный процессор ** принимает символы, распознаваемые процессором восприятия, и выполняет сравнения и принимает решения. Он также может сохранять и извлекать символы в ** рабочей памяти ** (которую вы можете рассматривать как оперативную память, хотя она довольно мала).Когнитивный процессор выполняет большую часть работы, которую мы называем «мышлением».

** Моторный процессор ** получает действие от когнитивного процессора и инструктирует мышцы выполнить его. Здесь есть неявная петля обратной связи: влияние действия (либо на положение вашего тела, либо на состояние мира) может наблюдаться вашими чувствами и использоваться для исправления движения в непрерывном процессе.

Наконец, есть компонент, соответствующий вашему ** вниманию **, который можно рассматривать как поток управления в компьютерной системе.Обратите внимание, что эта модель не предназначена для отражения анатомии вашей нервной системы. Например, в вашем мозгу, вероятно, нет ни одной области, соответствующей процессору восприятия. Но, тем не менее, это полезная абстракция.

  • Процессоры имеют время цикла
    • T_p ~ 100 мс [50-200 мс]
    • T_c ~ 70 мс [30-100 мс]
    • T_m ~ 70 мс [25-170 мс]

Основным свойством процессора является его ** время цикла **, которое аналогично времени цикла процессора компьютера.Это время, необходимое для того, чтобы принять один ввод и произвести один вывод.

Как и все параметры плана MHP, время цикла, показанное выше, получено из обзора психологических исследований. Каждый параметр указывается с типичным значением и диапазоном сообщаемых значений. Например, типичное время цикла для перцептивного процессора, T_p, составляет 100 миллисекунд, но различные психологические исследования за последние десятилетия сообщают, что среднее время цикла составляет от 50 до 200 миллисекунд. Причина такого диапазона не только в разбросе у отдельных людей; это также зависит от условий.Например, перцептивный процессор работает быстрее (более короткое время цикла) для более интенсивных стимулов и медленнее для слабых стимулов. В темноте нельзя читать так быстро. Точно так же ваш когнитивный процессор действительно работает быстрее под нагрузкой. Подумайте, насколько быстро работает ваш разум, когда вы ведете машину или играете в видеоигру, по сравнению с тем, чтобы спокойно сидеть и читать. Когнитивный процессор также быстрее справляется с отработанными задачами.

Разумно, когда мы принимаем инженерные решения, иметь дело с этой неопределенностью, используя все три числа, не только номинальное значение, но и диапазон.

  • Два стимула в пределах одного цикла восприятия (T_p ~ 100 мс [50-200 мс]) появляются ** слиты **
  • Последствия
    • 1 / T_p кадров / сек достаточно для восприятия движущегося изображения (10 кадров в секунду нормально, 20 кадров в секунду плавно)
    • Ответ компьютера
    • Причинность сильно зависит от слияния
Один интересный эффект системы восприятия человека — ** слияние восприятия **. Вот интуитивное представление о том, как работает слияние.Наш перцепционный процессор работает с определенной частотой кадров, захватывая один кадр (или изображение) за каждый цикл, причем каждый цикл занимает T_p секунд. Два события, происходящие с интервалом меньше времени цикла, вероятно, появятся в одном кадре. Если события похожи — например, Микки Маус появляется в одной позиции, а затем спустя короткое время в другой позиции — тогда события имеют тенденцию сливаться в одно воспринимаемое событие — один Микки Маус в движении. Перцептивное слияние отвечает за то, как мы воспринимаем последовательность кадров фильма как движущееся изображение, поэтому параметры перцептивного процессора дают нам нижнюю границу частоты кадров для правдоподобной анимации.10 кадров в секунду достаточно для типичного случая, но 20 кадров в секунду лучше для большинства пользователей и в большинстве условий. Слияние восприятия также дает верхнюю границу хорошего времени отклика компьютера. Если компьютер отвечает на действие пользователя в течение времени T_p, его ответ ощущается мгновенно, как и само действие. Системы с таким временем отклика кажутся продолжением тела пользователя. Если бы вы использовали текстовый редактор, который отображал каждое нажатие клавиши дольше, чем время отклика T_p, вы бы это заметили.Слияние также сильно влияет на наше восприятие причинности. Если за одним событием следует другое — например, нажатие клавиши и изменение экрана — и интервал, разделяющий события, меньше T_p, то мы более склонны полагать, что первое событие вызвало второе.
  • короче 0,1 с: кажется мгновенным
  • 0,1–1 с: пользователь замечает задержку
  • 1-5 с: отображение индикатора занятости
  • дольше 5 с: отображать индикатор выполнения
Перцептивное слияние дает нам некоторые практические правила для отзывчивой обратной связи.Если система может выполнить команду менее чем за 100 миллисекунд, то она будет казаться мгновенной или достаточно близкой. Пока результат самой команды четко виден — например, в локусе внимания пользователя — никакой дополнительной обратной связи не требуется. Если это занимает больше времени, чем интервал перцептивного слияния, пользователь заметит задержку — она ​​больше не будет казаться мгновенной. Что-то должно измениться заметно в течение 100 мс, иначе слияние восприятия будет нарушено. Однако, как правило, для удовлетворения этого требования достаточно обычной низкоуровневой обратной связи, такой как возврат кнопки или исчезновение меню.Одна секунда — типичная задержка очередности в человеческом разговоре — максимально комфортная пауза, прежде чем вы почувствуете необходимость чем-то заполнить пробел, даже если это просто «э-э» или «э-э». Если реакция системы займет больше секунды, она должна отобразить дополнительную обратную связь. Для коротких задержек обычно используется курсор в виде песочных часов (или показанный здесь вращающийся курсор или значок пульсации). Для более длительных задержек покажите индикатор выполнения и дайте пользователю возможность отменить команду. Обратите внимание, что индикаторы выполнения не обязательно должны быть точными.(18,2% на самом деле абсурдно — кого волнуют 3 значимые цифры прогресса?) Эффективная полоса прогресса должна показывать, что прогресс есть, и позволять пользователю оценить время завершения, по крайней мере, в пределах порядка — минуты ? 10 минут? час? день?
  • Когнитивный процессор
    • сравнивает стимулы
    • выбирает ответ
  • Типы принятия решений
    • на основе навыков
    • на основе правил
    • на основе знаний

Когнитивный процессор отвечает за сравнение и принятие решений.
Познание — богатый и сложный процесс. Наиболее понятный аспект — это ** принятие решений на основе навыков **. Навык — это процедура, основательно усвоенная на практике; ходьба, разговор, указание, чтение, вождение, набор текста — это навыки, которым большинство из нас хорошо усвоило. Решения, основанные на навыках, — это автоматические реакции, которые практически не требуют внимания. Поскольку решения, основанные на навыках, очень механичны, их легче всего описать в механической модели, подобной той, которую мы обсуждаем.

Два других типа принятия решений — это ** основанные на правилах **, в которых человек сознательно обрабатывает набор правил в форме если X, то выполните Y; и ** основанный на знаниях **, который предполагает гораздо более высокий уровень мышления и решения проблем.

Решения, основанные на правилах, обычно принимаются новичками или случайными исполнителями задачи. Например, когда студент-водитель приближается к перекрестку, он должен четко продумать, что ему нужно делать в ответ на каждое возможное условие («Есть ли знак остановки? Есть ли другие машины, прибывающие на перекресток? Кто имеет преимущественное право проезда?» ? »). С практикой правила становятся навыками, и вы больше не думаете о том, как их выполнять.

Принятие решений на основе знаний используется для решения незнакомых или неожиданных проблем, таких как выяснение, почему ваш автомобиль не заводится.

Мы сосредоточимся на принятии решений на основе навыков для целей этого чтения, потому что это хорошо понятно, и потому что эффективность наиболее важна для хорошо изученных процедур.

Ответьте на этот вопрос: [Когнитивная обработка] (https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSceChH8D5uuImdMRYSDTHqL1Alc1qd_lmyxihDT4swUWg0zcw/viewform?usp=sf_link)

  • Управление без обратной связи
    • Моторный процессор запускает программу самостоятельно
    • время цикла T_m ~ 70 мс
  • Управление с обратной связью
    • Движения мышц (или их влияние на мир) воспринимаются и сравниваются с желаемым результатом
    • время цикла составляет T_p + T_c + T_m ~ 240 мс

Моторный процессор может работать двумя способами.Он может работать автономно, многократно отдавая одни и те же инструкции мышцам. Это управление «без обратной связи»; моторный процессор не получает обратной связи от системы восприятия о том, верны ли его инструкции. При управлении без обратной связи максимальная скорость работы составляет один цикл каждые T_m ~ 70 мс.

Другой способ — это управление с обратной связью. Система восприятия смотрит на то, что сделал моторный процессор, когнитивная система принимает решение о том, как исправить движение, а затем моторная система выдает новую инструкцию.В лучшем случае для цикла обратной связи требуется один цикл каждого процессора для работы, или T_p + T_c + T_m ~ 240 мс.

Вот простой, но интересный эксперимент, который вы можете попробовать: возьмите лист линованной бумаги и нацарапайте пилообразную волну между двумя линиями, двигаясь как можно быстрее, но стараясь попасть в линии точно на каждой вершине и впадине. Делайте это в течение 5 секунд. Частота пилообразной несущей определяется управлением с разомкнутым контуром, поэтому вы можете использовать ее для получения своего T_m. Частота огибающей волны, корректировки, которые вы должны были внести, чтобы ваши каракули вернулись к линиям, — это управление с обратной связью.Вы можете использовать это, чтобы получить значение T_p + T_c.

** Закон Фитта **
  • Время T, чтобы переместить руку к цели размера S на расстоянии D, составляет:
    T = RT + MT = a + b log (D / S + 1)
    • Движение руки к цели — это управление с обратной связью
    • Каждый цикл покрывает оставшееся расстояние D с ошибкой εD
** Закон рулевого управления **
  • Время T, чтобы провести рукой через туннель длиной D и шириной S:
    T = a + b D / S

[Мы уже подали апелляцию] (../05-Efficiency/#pointing-and-steering) к этой модели управления двигателем с обратной связью, чтобы помочь объяснить, почему закон Фиттса является логарифмическим по расстоянию и размеру, в то время как закон управления является линейным.

  • Время реакции зависит от информативности стимула

    RT = c + d log2 (1 / Pr (стимул))

  • например, для N равновероятных стимулов, каждый из которых требует разной реакции:

    RT = c + d log2 N

Простое время реакции — ответ на одиночный стимул единственной реакцией — занимает всего один цикл человеческого информационного процессора, т.е.е., T_p + T_c + T_m.

Но если пользователь должен сделать выбор — выбрать разную реакцию для каждого стимула, то когнитивному процессору, возможно, придется выполнять больше работы. Закон Хика-Хаймана о времени реакции показывает, что количество циклов, необходимых когнитивному процессору, пропорционально количеству * информации * в стимуле. Например, если имеется N равновероятных стимулов, каждый из которых требует разной реакции, то когнитивному процессору требуется log N циклов, чтобы решить, какой стимул действительно был замечен, и отреагировать соответствующим образом.Таким образом, если вы удвоите количество возможных стимулов, время реакции человека увеличится только на константу.

Имейте в виду, что этот закон применяется только к принятию решений на основе навыков; мы предполагаем, что пользователь тренировался реагировать на стимулы и сформировал внутреннюю модель ожидаемой вероятности стимулов.

  • Точность зависит от времени реакции
    • Здесь точность — это вероятность промаха или промаха
    • Можно выбрать любую точку на кривой
    • Может перемещать кривую с практикой

Еще одним важным феноменом когнитивного процессора является тот факт, что мы можем настроить его производительность на различные точки на кривой ** компромисса скорости и точности **.Мы можем заставить себя принимать решения быстрее (меньшее время реакции) за счет принятия некоторых из этих решений неверными. И наоборот, мы можем замедлиться, занять больше времени на каждое решение и повысить точность. Оказывается, что для принятия решений на основе навыков время реакции изменяется линейно с логарифмом вероятности правильности; то есть постоянное увеличение времени реакции может удвоить шансы на правильное решение.

Кривая скорости-точности не фиксированная; его можно поднять, практикуя задание.Также у людей разные кривые для разных задач; профессиональный теннисист будет иметь высокую кривую для тенниса, но низкую для хирургии.

Одним из следствий этой идеи является то, что эффективность может быть снижена в ущерб безопасности. Большинство пользователей будут стремиться к тому, чтобы скорость удерживалась на низком уровне, но не устраняла их полностью.

Еще одна важная особенность всей перцепционно-когнитивно-моторной системы состоит в том, что время на выполнение задачи уменьшается с практикой. В частности, время уменьшается по степенному закону.Степенной закон описывает линейную кривую в логарифмическом масштабе времени и количества испытаний.

На практике степенной закон означает, что новички быстро улучшают выполнение задачи с практикой, но затем их производительность снижается до почти постоянной (хотя все еще медленно улучшается).

Локус внимания

  • ** Прожектор внимания **: внимание сосредотачивается на одном входном канале (например, области поля зрения) одновременно
  • Включает ли локус внимания пользователя:
    • Индикатор Caps Lock на клавиатуре?
    • Строка состояния?
    • Строка меню?
    • Курсор мыши?
Метафора, используемая когнитивными психологами для определения того, как внимание ведет себя при восприятии, является центром внимания: вы можете сосредоточить свое внимание только на одном входном канале в вашей среде за раз.Этот входной канал может быть местом в вашем поле зрения, или это может быть место или голос в вашем слуховом поле. Вы можете переключить свое внимание на другой канал, но ценой отказа от прежнего внимания. Итак, когда вы думаете о том, как сделать что-то важное видимым, вам следует подумать о том, на чем, вероятно, будет сосредоточено внимание пользователя — на его документе? Текстовый курсор? Анимированные рекламные баннеры на сайте? Раскин, * Гуманный интерфейс *, 2000, хорошо обсуждает внимание, поскольку оно связано с видимостью режима.Раскин утверждает, что мы должны думать об этом как о локусе внимания, а не как о фокусе, чтобы подчеркнуть, что это просто место, где оказывается внимание пользователя, и не обязательно отражает какой-либо процесс сознательной фокусировки со стороны пользователя. Строка состояния, вероятно, не часто оказывается в фокусе внимания. Есть забавная история (возможно, городская легенда) об исследовании пользователей, в основном связанном с обычными задачами редактирования электронных таблиц, в которых каждые пять минут в строке состояния отображалось следующее: «Под вашим стулом приклеена 50-долларовая купюра.Возьми! »За полный день тестирования более дюжины пользователей никто не взял деньги (Алан Купер, * The Inmates Are Run the Asylum *). Но есть также свидетельства того, что многие пользователи не обращают внимания на строку состояния, когда думают, нажимать ли гиперссылку; другими словами, URL-адрес, отображаемый в строке состояния, практически не играет роли в [информационном запахе] ссылки (../ 04-Learnability-2 / # information-scent). Фишинговые веб-сайты (поддельные веб-сайты, которые выглядят как крупные сайты, такие как eBay, PayPal или CitiBank и пытаются украсть пароли и информацию об учетной записи) используют это, чтобы скрыть свои вонючие ссылки.Строка меню Mac OS имеет аналогичную проблему — она ​​находится на периферии экрана, поэтому, вероятно, находится далеко от локуса внимания пользователя. Поскольку строка меню является основным индикатором того, какое приложение в настоящее время активно — в Mac OS приложение может быть активным, даже если у него нет окон на экране — пользователи, которые часто используют сочетания клавиш, могут делать ** ошибки режима ** — — в данном случае отправка команды клавиатуры неправильному приложению — потому что они не обращают внимания на состояние строки меню.А как насчет формы курсора мыши? Конечно, это надежно в фокусе внимания пользователя? Вероятно, он находится в центре зрения пользователя (или ** ямке **), но это не обязательно означает, что они обращают внимание на курсор, а не на объекты, с которыми работают. Раскин описывает ошибку режима, которую он неоднократно допускает в своей любимой программе для рисования, несмотря на то, что режим четко обозначен другим курсором мыши.

Разделение на части

  • «Чанк» — единица памяти или восприятия.
    • Зависит как от презентации, так и от того, что вы уже знаете
Элементы восприятия и памяти называются ** чанками **.В каком-то смысле фрагменты — это определенные символы; в другом смысле кусок представляет собой активацию прошлого опыта. Чанкинг хорошо иллюстрируется известным исследованием шахматистов. Новичков и мастеров шахмат попросили изучить конфигурации шахматной доски и воссоздать их по памяти. Новички могли запомнить только положение нескольких фигур. Мастера, с другой стороны, могли запомнить доски целиком, но только тогда, когда фигуры были расположены в * разрешенной * конфигурации. Когда фигуры располагались беспорядочно, мастера были не лучше новичков.Способность мастера запоминать конфигурации доски проистекает из их способности разбивать доску на части, распознавая закономерности из своего прошлого опыта игры и изучения игр. (Де Гроот, А. Д., «Мысль и выбор в шахматах», 1965.)
  • Маленький: 4 ± 1 «кусок»
  • Кратковременно: ~ 10 сек
  • Репетиция технического обслуживания предотвращает разрушение (но требует внимания)
Рабочая память — это то место, где вы осознанно думаете. В настоящее время популярная модель в когнитивной науке утверждает, что рабочая память на самом деле не отдельное место в мозгу, а скорее схема ** активации ** элементов долговременной памяти.Известный старый результат состоит в том, что объем оперативной памяти составляет примерно 7 ± 2 блока. Недавний повторный анализ того же эксперимента изменил эту оценку до 4 ± 1 фрагментов (Паркер, «Acta — это четырехбуквенное слово», Acta Psychiatrica Scandinavica, 2012). В любом случае, он довольно маленький! Хотя размер рабочей памяти можно увеличить на практике (если пользователь сознательно применяет мнемонические методы, преобразующие произвольные данные в более запоминающиеся фрагменты), ожидать от пользователя этого — не лучшая идея. Хороший интерфейс не предъявляет высоких требований к оперативной памяти пользователя.Данные, помещенные в рабочую память, исчезают за короткое время — несколько секунд или десятки секунд. Репетиция технического обслуживания — повторение элементов про себя — предотвращает этот распад, но репетиция технического обслуживания требует внимания. Таким образом, отвлекающие факторы могут легко разрушить рабочую память. Долговременная память, вероятно, является наименее понятной частью человеческого познания. В нем масса наших воспоминаний. Его емкость огромна, и он мало гниет. Очевидно, что долговременные воспоминания не стираются намеренно; они просто становятся недоступными.Поддерживающая репетиция (повторение) кажется бесполезной для переноса информации в долговременную память. Вместо этого механизм похож на ** уточняющую репетицию **, которая стремится установить связи с существующими блоками. За мощной репетицией скрывается сила мнемонических приемов, таких как связывание вещей, которые вам нужно запомнить, со знакомыми местами, например, комнатами в доме вашего детства. Но эти методы требуют от пользователя тяжелой работы и внимания. Один из ключей к хорошей обучаемости — сделать связи настолько простыми, насколько это возможно, и последовательность — хороший способ сделать это.
  • Представлять информацию легко узнаваемыми фрагментами

Жесткий: M W B C R A L O A B I M B F I
Проще: MWB / CRA / LOA / BIM / BFI
Самый простой: BMW / RCA / AOL / IBM / FBI

Жесткий: 9405510200793831994315
Проще: 9405/5102/0079/3831/994/315
Самый простой: klar / fonz / apek / uwer

Наша способность формировать фрагменты в рабочей памяти сильно зависит от того, как представлена ​​информация: последовательность отдельных букв, как правило, разбивается на фрагменты, а последовательность групп из трех букв, как правило, разбивается на группы.Это также зависит от того, что мы уже знаем. Если трехбуквенные группы представляют собой хорошо известные TLA (трехбуквенные акронимы) с хорошо известными фрагментами в долговременной памяти, мы можем лучше сохранить их в рабочей памяти. Воспользуйтесь этим как дизайнер: не представляйте информацию в виде длинных недифференцированных строк случайных символов или чисел. По крайней мере, разбейте их на группы из 3 или 4 символов. Еще лучше найти способ сделать фрагменты более знакомыми. Это относится не только к случайным числам или хешам, но и ко всем видам данных, отображаемых в интерфейсе.

Ответьте на этот вопрос: [Chunking] (https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSeFkieOdO9nE3Taehg3B5KQhVwgcnYTM9SGAMTBA6ilzbM1rg/viewform?usp=sf_link)

Создание человеческих способностей

Издатель

New York Times и международный автор бестселлеров Л. Рон Хаббард

Вслед за открытиями Л. Рона Хаббарда оперирующего тэтана последовал год интенсивных исследований, посвященных исследованию царства оперирующего тэтана. экстерьер тэтана. Путем одитинга и обучения, включая 450 лекций за те же двенадцать месяцев, он систематизировал весь предмет Саентологии. И все это содержится в этом справочнике от одного Краткое содержание Саентологии к его основным Аксиомы а также Коды . Более того, вот Интенсивные процедуры как используется процесс, почему он работает, аксиоматическая технология, лежащая в основе его использования, и полное объяснение того, как существо может нарушить ложные договоренности а также Самостоятельно созданные барьеры которые поработили его в физической вселенной.Короче говоря, эта книга содержит окончательное резюме внешнего вида тэтана, его способностей ОТ и их постоянных достижений.

Читать далее Вы пытаетесь закупить материалы в России. Казахстан. Кыргызстан. Беларусь. Молдова. Чтобы сделать заказ, посетите new-era.ru. Зайти на сайт

Дополнительные форматы

Подробнее о

Создание человеческих способностей

От трех футов позади вашей головы до Грандиозного путешествия по Вселенной, внутри раскрываются тайны экстериоризации и пошаговый путь к способности нативного состояния в качестве экстерьера тэтана.Уже нанесенный на карту неограниченный потенциал тэтана в Scientology 8-8008, является кульминацией следующего года интенсивных исследований и разработок г-на Хаббарда — работа с одитором за одитором, преклиром за преклиром и чтение не менее 500 лекций — чтобы воплотить эти потенциалы в реальность. В результате мы получили не что иное, как аксиомы Саентологии и процессы одитинга, взятые из самой ткани этих откровений. Вот и полный панорамный вид Саентологии:

  • Кодекс одитора, Кодекс чести и Кодекс саентолога
  • Краткое изложение саентологии и аксиом
  • Интенсивная процедура и знаменитые процессы Маршрута 1 и Маршрута 2 — процессы, которые буквально заставляют и прерывать связь с физической вселенной, чтобы разрушить перевернутое убеждение человека в том, что механика превосходит собственные соображения
  • И, наконец, средства для полной реабилитации врожденных способностей существа … внешнего тэтана

И поэтому ни одна книга не получила более удачного названия.Ибо это: Создание человеческих способностей.

Сопутствующие товары

« Книги по основам $ 35 | ДОБАВИТЬ В КОРЗИНУ .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.