Фундаментальные основы современной биологии. 2

Бабушке Анне Дмитриевне Чистяковой (Смирновой)
и дедушке Михаилу Анисимовичу Чистякову —
родителям моей мамы
с глубокой благодарностью
и светлой памятью посвящаю.

Часть вторая.
Концептуальные достижения современной фундаментальной биологии за последние четверть века

«… И опыт, сын ошибок трудных...»
А.С. Пушкин

«Те, кто осознаёт ценность истины и разлагающую силу
дилетантства и шарлатанства и пытается этой силе
сопротивляться, будут и дальше оказываться в трудном
положении плывущих против течения...»
академик А.А.Зализняк

Данное изложение базируется на публикациях [1–3] с необходимыми изменениями, не влияющими на смысловое содержание исходного материала. Такой подход, по мнению автора, наиболее соответствует теме, обозначенной в заголовке. Это также позволило изложить материал лаконично и ёмко.

Пятьдесят лет назад в биологии все еще существовала парадоксальная проблема. Какая
молекула появилась первой: ДНК или белок? А о молекуле РНК обычно не вспоминали. Это и понятно, так как долгое время считалось, что РНК не может ни хранить информацию подобно ДНК, ни функционировать как белок. Потом выяснилось, что у многих вирусов наследственная информация хранится не в ДНК, а в РНК. Сначала это считалось исключением из правила.

МИР РНК
Фантастическое для всей биологии событие произошло в 80-х годах XX века. Были
открыты рибосомы! Это такие «хитрые» ферментативные или каталитические молекулы РНК, обладающие каталитической активностью, способные ускорять химические реакции подобно белковым ферментам. За это открытие в1989 году Томас Чек и Сидни Альтман получил Нобелевскую премию по химии. Среди рибозим были обнаружены катализаторы репликации молекул РНК, причем как своих, так и чужих.
Вот таким образом, РНК стала, в определенном смысле, не менее важной
молекулой, чем ДНК, поскольку только она может выполнять сразу две основные
задачи. Естественно, ДНК лучше справляется с задачей хранения информации, а белки
лучше с “работой”. Однако, стало понятно, что на основе РНК может возникнуть принципиально другой живой Мир! Т.е. может появиться новый организм, в котором нет ни белков, ни ДНК, а все функции выполняются только молекулами РНК. Стало понятно, что РНК-организмы, в процессе эволюции могли приобретать как ДНК, так и белки, а потом стали обходились без них.
Таким образом, появилась теория РНК-мира. Судя по всему (так считают многие специалисты), это есть самое ВЫДАЮЩЕЕСЯ ДОСТИЖЕНИЕ В БИОЛОГИИ, по части теоретической мысли. за последние четверть века.
Если следовать этой теории, то первыми живыми организмами были РНК – организмы без белков и ДНК. А первым прототипом, т.е. прообразом будущего РНК-организма был вероятно автокаталитический цикл. Именно он, и был образован самовоспроизводя-щимися молекулами РНК- теми самыми рибозимами, которые способны катализировать синтез собственных копий.
Химики уже синтезируют рибозимы практически с любыми характеристиками. Так созданы рибозимы, катализирующие синтез нуклеотидов, присоединяющие аминокислоты к РНК и выполняющие множество других биохимических функций.
Таким образом, на искусственных средах создаются немыслимые ранее объекты, а это означает, что уже стирается грань между живым и неживым. Синтезируются колонии размножающихся молекул РНК, которые сами способны к тому же синтезировать белки.
Однако, заставить их расти, без этих самых белков, пока не получается.

ЗЕРКАЛЬНЫЕ НЕЙРОНЫ
В 1992 году итальянский нейрофизиолог, профессор из Пармского университета Джакомо Ризолатти совершил удивительное революционное открытие, которое произвело переворот в психологии и других науках об устройстве мозга. Были обнаружены зеркальные нейроны. Многие ученые считают, что для психологии открытие зеркальных нейронов имеет такое же значение, как открытие ДНК для биологии.
Зерка;льные нейро;ны – это нейроны головного мозга, которые возбуждаются как при
выполнении (кем либо) определённого действия, так и при наблюдении за выполнением этого действия другим существом.

Имитация.
Зеркальные нейроны обеспечивают «симуляцию» чужих действий.
Примеры таких симуляций и объекты хорошо известны. Так зеркалят друг друга
младенец и мать, запечатляют образы, действия, эмоции. Между родителями и детьми тои дело происходит взаимная имитация. Вот почему так важно обучение и воспитание
детей не только родными людьми, но и общение их с другими людьми, по возможности, с умными и талантливыми.
Имитация может делать нас медлительными, быстрыми, сообразительными,
глупыми, способными или неспособными к математике, услужливыми,
грубыми, вежливыми, многоречивыми, нетерпимыми, агрессивными, склонными к
сотрудничеству, склонными к соперничеству, уступчивыми, неуступчивыми,
консервативными, забывчивыми, осторожными, беспечными, опрятными,
неряшливыми.
Надо понимать и помнить следуюшее. Зеркальные нейроны могут порой играть существенную роль в нашем поведении, провоцируя непроизвольное копирование действий других людей. Часто мы даже не осознаём, что автоматически повторяем жесты, мимику или интонации собеседника. Эта особенность нервной системы существенно влияет на нашу способность к самостоятельному мышлению и принятию решений. Более того, именно из-за работы зеркальных нейронов мы становимся особенно восприимчивы к социальному влиянию.
В результате человек может неосознанно поддаваться групповому давлению, следовать за толпой или принимать решения, продиктованные окружающими, а не собственными убеждениями и желаниями.
Вот еще один интересный и весьма поучительный пример. Среди ученых давно известно почему иногда важнее не чему учиться, а у кого учиться!
По словам нашего Гениального ученого академика Андрея Анатольевича Зализняка, когда он уезжал в Париж (1956г), его Выдающийся учитель и Великий ученый академик Вячеслав Всеволодович ИвАнов, снабдил его списком парижских профессоров, у которых ААЗ надо было слушать лекции, с непременным наказом выбирать их не по тематике предмета, а по лекторам-личностям! В список вошли, например, Бенвенист (общая лингвистика), Мартине (древнеиндийский язык), Лежён (крито-микенская филология) и Соважо (курс востоковедения).

Эмпатия. Деятельностью зеркальных нейронов объясняет и эмпатию. Эмпатия
позволяет нам делиться эмоциями и опытом, иметь общие нужды и цели с другими
людьми. Понятно теперь почему эмпатия хорошо развита у ХОРОЩИХ врачей, психологов, актёров.Это никакая не  «магия»! У эмпатии есть научная - биологическая основа. Наш мозг, благодаря зеркальным нейронам, способен зеркально воспроизводить частично чужое внутреннее состояние, Некоторые специалисты утверждают, что это происходит на уровне одной клетки!
Вот вам и усилитель любви. Любовь сама зеркалит любовь и ее становится все больше. Поэтому супруги, которые долго в любви прожили друг с другом, становятся похожи друг на друга даже лицом. Такое лицевое сходство тем больше, чем сильнее взаимная любовь и выше качество супружеских отношений. Все это было замечено задолго до открытия зеркальных нейронов. Издревле советуют беременным женщинам смотреть на красивых людей и красивые картины, а также слушать красивую, хорошую музыку.
Таким образом, благодаря зеркальным нейронам получается, что все мы связаны друг с другом на базовом, дорефлексивном уровне!

ВОЗМОЖНОСТЬ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИОБРЕТЁННЫХ ПРИЗНАКОВ
Уже после того как мы прошли общую биологию в 9 классе (1963-64гг), когда надо было ругать вейсмонистов-морганистов и продажную девку империализма-генетику (а заодно и кибернетику) для широких масс появилось Правило - генетика отрицает наследование соматических мутаций.
Для тех кто забыл, напомним, что соматическая мутация это такая, при которой происходит модификация гена в определенных клетках в период индивидуального развития организма. Для данного Правила (поскольку это биология, а не физика с математикой) есть, как оказалось, важное исключение. Вот о нем и поговорим.

Дело в том, что указанное Правило появилось уже после смерти Ч.Дарвина благодаря
стараниям немецкого ученого Августа Вейсмана. На основании целого ряда
экспериментов был сформулирован Принцип «Вейсмановского барьера». Клетки тела не
могут передавать информацию половым клеткам. Значит, никакие внешние воздействия,
никакой приобретенный опыт, никакие упражнения органов не могут приводить к
неслучайному изменению наследственности. Вот так!
Появление и дальнейшее развитие молекулярной биологии превратило этот барьер в
ДОГМУ. Т.е. - наследственная информация движется в одном
направлении – от ДНК к РНК, а от РНК к белкам. Поскольку, поначалу никаких
механизмов переноса информации в обратную сторону (от белков к РНК или от РНК к
ДНК)обнаружено не было, то это еще раз укрепило веру в невозможность такого
переноса.
Плохо было только одно. Оказалось, что существуют вирусы у которых носителями информации являются молекулы РНК. (Ну нет бы подумать?! Пофантазировать…). Нет- Правило! Но …
И вот, не смотря на то, что «обратной трансляции», т.е. передачи информации из белков в РНК, в природе (НИ КЕМ) и ни у кого и не найдено, японский ученый Маюсаки Насибото в 2001г экспериментально показал её принципиальный возможность. Подробнее об этом [4].
Тем не менее, несмотря на «Вейсмановский» барьер, приобретенные признаки
иногда все же могут передаваться по наследству. Осуществляется это очень и очень
редко, и происходит только с некоторыми неспецифическими категориями
наследственных признаков, которые только с определенной условностью можно назвать
«приобретенными».
Оказывается, что организмы не передают потомкам свои приобретенные признаки не потому что в принципе не могут никогда, а скорее потому, что не «хотят» даже если и могут. Таким образом, введенная Ф.Криком в свое время «центральная догма молекулярной биологии» т.е. идея об однонаправленной передаче информации в ряду ДНК – РНК – белок, догмой не является. Характерно, что Ф.Крик позже сам признавался, что использование термина «догма» принесло больше неприятностей, чем пользы [5].

В заключении этого пункта стоит отметить, что в ортодоксальной Синтетической теории эволюции (СТЭ) образца начала 60-х годов ХХ века считалось, что мутации происходят совершенно случайно. Теперь же биологи (а с ними и мы) знают, что это не всегда так. Таким образом, пришло понимание как возникает изменчивость, которая и служит причиной для естественного отбора Дарвина.
Подробнее см. главу «Управляемые мутации» в книге [4].
Для самых любознательных: книга «Синергетика и информация» Д.С. Чернавского.
В книге обсуждаются особенности синергетики как науки и ее математические и
методологические аспекты. Отображены процессы возникновения информации и
эволюции ее ценности. В качестве примеров рассмотрены: вопрос о происхождении
жизни и генетического кода, проблема развития организма, а также процессы мышления и творчества. Широко используется метод математического моделирования. Для облегчения восприятия приведено краткое изложение основ теории динамических систем в форме, доступной для людей, не имеющих специального математического образования.
Для широкого круга читателей, интересующихся новыми тенденциями в
современной науке и проблемами интеграции точных, естественных и гуманитарных
наук. Хотелось написать что-нибудь зажигательное как о творчестве выдающегося
ученого Д.С. Чернавского, так и об этой книге, но перед текстом её автора всё бледнеет.

Чернавский Дмитрий Сергеевич (24.02.1926 – 19.06.2016) –российский биофизик.
Главный научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН.
Действительный член РАЕН (1991 г.). Член Научных советов РАН по биофизике (1980 г.)
и влиянию физических полей на человека (1991 г.). Победитель конкурса «На лучшее
объяснение ключевых вопросов строения мира» (2004 г.) программы Александра
Гордона (с призовым фондом 1 млн евро). Полученную премию поделил поровну
между 191 участником программы Гордона. Если интересно. Посмотрите два видео
записанные В. Г. Будановым для Фонда «Устная история».
Чернавский_Дмитрий_Сергеевич
https://ru.wikipedia.org/wiki/
Основные направления научных исследований и научные достижения
Биофизика. В 1966 г. сформулировал концепцию о функционировании белков-ферментов, известную сейчас под названием белок-машина. В середине 70-х гг. ХХ века
разработал теорию туннельного электронного транспорта в биологических системах,
получившую в дальнейшем широкое признание. В 1975 г. предложил модель
возникновения ценной биологической информации на примере единого биологического кода. Синергетика. Теория информации. Теория развивающихся (физических, биологических, экономических и социальных) систем, клиодинамика.
Концептуальные основы квантовой механики,необратимость.

Альтруисты процветают благодаря статистическому парадоксу Симпсона
Могут ли быть ситуации, когда альтруисты ни прямо, ни косвенно не получают
никакой выгоды от своего альтруизма и совсем не умеют бороться с обманщиками, но
альтруизм тем не менее развивается и процветает?
Теоретически это возможно [6]. Это только на первый взгляд кажется, что быть эгоистом всегда выгоднее, чем альтруистом но наука говорит, что не все так просто. Оказывается, развитие альтруизма может идти за счет той пользы, которую получает от альтруистов вся популяция в целом. Теоретически это возможно, о чем в свое время говорили и Джон Холдейн.
https://en.wikipedia.org/wiki/J._B._S._Haldane) и Уильям Гамильтон(https://en.wikipedia.org/wiki/W._D._Hamilton)

Существует на первый взгдяд, странный статистический эффект, который называется
парадоксом Симпсона.(https://en.wikipedia.org/wiki/Simpson)
Согласно этому парадоксу может возникнуть ситуация, которая интуитивно кажется
невозможной: в каждой отдельной популяции процент носителей «генов альтруизма»
неуклонно снижается (альтруисты всегда проигрывают в конкуренции эгоистам), но если мы рассмотрим все популяции в целом, то окажется, что в глобальном масштабе процент альтруистов растет. В этом и заключается Принцип действия парадокса.
Пример. В исходной популяции было 50% альтруистов и 50% эгоистов . Эта популяция подразделилась на три субпопуляции с разным соотношением альтруистов и эгоистов . В ходе роста каждой из трех субпопуляций альтруисты оказались в проигрыше — их процент снизился во всех трех случаях. Однако те субпопуляции, в которых изначально было больше альтруистов, выросли сильнее благодаря тому, что они имели в своем распоряжении больше «общественно-полезного продукта», производимого альтруистами, В результате, если сложить вместе три выросших субпопуляции, мы увидим, что
«глобальный» процент альтруистов вырос. Вот и весь Парадокс.

Вывод состоит в следующем.
Межгрупповая конкуренция является стимулом для развития внутригрупповой кооперации и альтруизма.
Ничто так не сплачивает коллектив, как совместное противостояние другим
коллективам. Оказывается, что наличие внешних врагов (порой даже множественное)
является обязательным условием существования тоталитарных империй. Кроме того, это
надежное средство «сплочения» населения в альтруистическое сообщество.
Анализ математических моделей показал, что альтруизм мог развиваться только в
комплексе с ксенофобией, т.е. враждебностью к чужакам.
Получается, что такие, казалось бы, противоположные свойства человека, как
доброта и воинственность, развивались в едином комплексе: ни та, ни другая из этих черт по отдельности не способствовала бы репродуктивному успеху их обладателей.
Вот такое это наше человечество!

Естественные науки слабо приспособлены (а порой совсем не приспособлены) для
ответа на вопрос, что хорошо, а что плохо. Задача естествознания совсем в другом.

Так современная нейробиология изучает и все глубже проникает в эти «глубины
души» человеческой. То, что ученые там находит, порой совершенно не соответствует пресловутой «глубинной мудрости». Поэтому не следует её почитать как абсолютную истину превыщающую рассудок. "Главный враг знания - не невежество, а иллюзия знания." Стивен Хокинг.
А.Марков. Альтруисты процветают благодаря статистическому парадоксу
paradoksu?ysclid=lp0tv4g1p3263146590

ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ ЧЕЛОВЕКА
Такая форма жизнедеятельности человека и животных, которая изменяет
вероятность, продолжительность контакта с внешним миром и способность
удовлетворить имеющуюся у человека потребность, называется поведением. Прерывание
или предотвращение вредоносного воздействия на организм, способствующее
сохранению особи, ее потомства и вида в целом, представляет частный случай поведения.
Хорошо известно, что поведение человека определяется осознаваемыми и
неосознаваемыми мотивами. Многие реакции организма представляют собой результат
неосознаваемой сферы высшей нервной деятельности. Эта сфера постоянно вторгается в наши повседневные поступки и во многом их формирует. Пока этот вид психической
деятельности людей не принимался во внимание, некоторые поведенческие акты
человека казались таинственными и совершенно необъяснимыми.
В настоящее время никого уже не удивляют способности животных предчувствовать
землетрясения, находить воду в засушливых местах или дорогу в местах обитания, их
умение лечить себя и друг друга и многие другие качества, не присущие большинству
людей. Однако до сих пор существование таких способностей у некоторых
представителей рода человеческого, называемых сенсетивами или экстрасенсами,
представляется либо пустыми фантазиями, либо чем-то сверхъестественным. Между тем,многочисленными научными исследованиями показано, что любой биологический
объект в процессе жизнедеятельности генерирует сложную картину физических полей и
излучений, а также передает и воспринимает информацию, заложенную в этих полях и
излучениях.
 Эти поля отражают работу физиологических систем организма и обеспечивают его гомеостаз. Человеку дана возможность видеть себе подобных (впрочем как
и другие живые организмы) в отраженном светеузкого спектрального интервала частот
электромагнитного поля. Визуализация физических полей и излучений биологических
объектов не только существенно расширяет наше «видение», но и дает возможность заглянуть вглубь тела и мозга, наблюдать динамику физиологических процессов в их собственном «свете». Для человека можно выделить шесть основных видов полей и излучений. Следуя [7] приведем их характеристики.
1. Инфракрасное тепловое излучение характеризует температуру кожи, определяемую
капиллярным кровотоком. Это излучение у человека наиболее сильно в среднем
инфракрасном диапазоне длин волн (3–14 мкм), где его интенсивность порядка
10мВт/см2, что составляет более 100 Вт со всей поверхности тела. Характерная глубина поглощения этого излучения в биологических тканях порядка 100 мкм.
2. Радиотепловое излучение несет информацию о динамике тепловых полей
внутренних органов и мозга. Это излучение очень слабое, его интенсивность в
дециметровом диапазоне длин волн порядка 10^–12Вт/Гц·см2. В отличие от инфракрасного теплового излучения характерная глубина поглощения этого излучения в биологических тканях порядка нескольких сантиметров, поэтому оно и несет информацию из глубины
тела.
3. Акустотепловое излучение в ультразвуковом диапазоне длин волн характеризует
распределение температуры внутри тела с более высоким пространственным
разрешением, чем радиотепловое, так как длина ультразвуковой волны много меньше,
чем длина волны электромагнитного поля, выходящей с той же глубины. Кроме того
низко частотные акустические сигналы несут информацию о физиологической механике
внутренних органов (сердце, легкие и др.). В диапазоне частот 1–10 МГц биологическиеткани достаточно прозрачны для акустических волн. Интенсивность его очень мала и составляет величину порядка 10^–16 Вт/см2 в полосе частот 100 кГц. Длина волны в этом диапазоне порядка 1 мм, что намного меньше длины волны радиотеплового излучения,выходящего с той же глубины.
4. Оптическая хемилюминесценция, связанная, в первую очередь, с перекисным
окислением липидов, дает информацию о насыщении тканей кислородом,
антиоксидантном статусе организма и др.
5. Электрическое поле отражает биоэлектрическую активность мозга, сердца, мышц
и других внутренних органов. Кроме того, электрические поля вокруг человека связаны с трибоэлектрическим зарядом (зарядом, возникающим из-за трения) на роговом слое эпидермиса, обладающего высоким омическим сопротивлением (10^9–10^11 Ом/см2) и поэтому отражают физиологическую «сейсмичность» торса.
6. Магнитное поле, создаваемое биоэлектрическими источниками, очень слабое,
примерно в 10–100 раз меньше геомагнитного поля. Магнитное поле более прямо, чем
электрическое, отражает распределение биоэлектрической активности мозга и
внутренних органов, так как практически не экранируется диамагнитными тканями
организма. Другими словами, биоэлектрический «пейзаж» внутри организма через
«магнитное окно» виден без искажений, как через прозрачное стекло, в то время как
через «электрическое окно» – с искажениями, как через витраж.
7. Кроме перечисленных выше шести физических полей и излучений следует
выделить химическую «микроатмосферу», образуемую выдыхаемыми газами,
испарениями через кожу в процессе неощутимой перспирации и др.
Таким образом, в каждом из названных полей и излучений физиологическая
информация заключена в пространственно-временном распределении сигналов, т.е. в их динамических изображениях и может быть использована на ранних стадиях диагностики различных заболеваний.
Установлено, что в животном мире существуют и эффективно используются
рецепторы электромагнитного, акустического и других излучений, имеющие тесную
связь как с корой мозга, так и с его подкорковыми структурами. Для восприятия информации такого рода требуется только создание условий для согласованного
управления амплитудой, фазой и частотой тех излучений, которые индуцируются
нервными клетками и белковыми молекулами. Если такие условия возникают, то в
принципе нет никаких запретов для направленного излучения, переносящего энергию на большие расстояния без существенного затухания. Аналогичным образом, вызывая
необходимые фазовые сдвиги колебаний, когда они восприняты соответствующими
структурами мозга, и складывая их, можно усилить и выделить слабые сигналы,
пришедшие от некоторого источника к принимающей системе. Это, по сути дела, хорошо известный в технике принцип радиотелескопа с электрическим сканированием, который находит свое применение и в работе центральной нервной системы. Получая сведения об окружающей действительности через сенсорные каналы, человек часто остается на уровне неосознаваемых восприятий. Каждому из нас приходилось бывать в ситуации,когда, не осознавая, какую информацию получили, мы говорим: «Я не знаю почему, но чувствую, что это так».
Некоторые люди в состоянии воспринимать локальные искажения различных физических полей, хорошо известных науке: электромагнитного,гравитационного, электрического, магнитного, радиационного и акустического. Если к этому добавить, что и известные органы чувств могут многое воспринимать из внешнего мира и тем самым «породить» сведения о нем в мозге, то источник информации, на основе которого происходит проявление тех или иных реакций человека, теряет свою мистичность.

КРАСОТА И МОЗГ
Результаты данного раздела изложены частично с использованием статьи [8].
Похожа ли математическая красота на художественную, и можно ли найти отдел
человеческого мозга, отвечающий за ее восприятие?
Совместное исследование нейробиологов и математиков, проведенных в последние
годы, показало, что восприятие «красивых математических формул» затрагивает тот же отдел мозга, что и восприятие живописи и музыки. Эти работы стали одной из первых попыток разобраться с понятием математической красоты с помощью строгого научного метода.

Красота и медиальная орбитофронтальная кора – мОФК.
«Математика, при правильном рассмотрении, обладает не только истиной, но и
высшей красотой –красотой холодной и строгой, как у скульптуры, не обращенной ни к какой части нашей слабой натуры, без великолепных атрибутов живописи или музыки,но возвышенно чистой и способной к суровому совершенству, присущему только
величайшему искусству могу показать. Истинный дух восторга, экзальтации, ощущение
того, что ты нечто большее, чем человек, что является пробным камнем высшего
совершенства, можно найти в математике так же верно, как и в поэзии.» (Бертран Рассел «Мистицизм и логика», 1918 г.).

Насколько эта категория универсальна? По представлениям автора «красота математики» абсолютна, в отличие от красоты живописи или литературы. А насколько она    универсальна – абсолютна для самих математиков? Можно ли сравнить понятие о прекрасном в этой точной науке с красотой в поэзии, музыке,изобразительном искусстве?

В начале 2014 года в журнале Frontiers in Humann Neuroscience была опубликована
статья группы авторов, ключевыми из которых были британский нейробиолог Семир
Зеки и великий ученый, британский математик Майкл Атья.
Зеки прославился работами, связывающими чувственное восприятие с конкретными
областями в мозгу, на протяжении своей карьеры он поставил множество экспериментов над приматами и людьми, в которых искал корреляции между опытом любви, красоты и ненависти с работой тех или иных отделов мозга. Майкл Атья – лауреат обеих крупнейших в математике Филдсовской и Абелевской премий, известен в первую очередь работами в области алгебраической топологии, в частности созданием K-теории.
Таким образом, впервые специалисты в очень далеких друг от друга научных
направлениях объединились, дабы попробовать исследовать «математическую красоту»
строгим научным подходом. В 2004 г. вышла работа Зеки, в которой обсуждалась
физиологическая подоплека опыта восприятия изобразительного искусства. В том опыте группе испытуемых было предложено оценить 300 картин по шкале «прекрасная –
нейтральная – уродливая». Затем участникам опыта демонстрировали те же полотна, а
происходящие в их мозгу процессы параллельно отслеживали с помощью магнитно-резонансной томографии. Результат: разница в реакции на красивые и отвратительные изображения особенно заметна в отделе мозга, который называется медиальная орбитофронтальная кора – мОФК (это часть коры головного мозга, находящаяся примерно за глазами). Научные данные о конкретных функциях тех или иных участков мозга далеко не полны, но другие исследования связывают орбитофронтальную кору с контролем импульсов (ее повреждения могут привести, например, к агрессии и сексуальной распущенности), а также за представление ценности вознаграждения на основе сенсорной информации. Несмотря на ценность этой работы открытия в мозге «центра красоты», естественно, не произошло. Зеки лишь говорит, что между восприятием прекрасного в изобразительном искусстве и работой мОФК наблюдается определенная корреляция.
В 2011 г. Семир Зеки опубликовал следующую работу по данной проблеме. Но в ней
он изучал уже восприятие музыки. И опять, как показал эксперимент, важнейшую роль
играет отдел мОФК.
Наконец, в 2013 г. Семир Зеки и Майкл Атья поставили естественный вопрос:
связано ли восприятие «математической красоты» с тем же отделом мозга? Аналогично
экспериментам 2004 и 2011 гг. 15 молодым математикам показали 60 формул (среди них были и знаменитые теоремы, и фундаментальные тождества и определения). Сначала испытуемые поставили каждой из них оценку по шкале от –5 (уродливая) до +5(прекрасная). Спустя 2-3 недели им снова продемонстрировали все 60 формул одну задругой, но в другом порядке, наблюдая за их реакцией на МРТ. Кроме того, испытуемых(в отличие от восприятия искусства и это важно!) попросили оценить понятность каждой формулы – чтобы затем статистически разобраться с ловушкой «красиво – то, что понятно».
Итог. Скорее любопытными, чем существенными с научной точки зрения оказались
результаты субъективной оценки красоты формул из списка.
Лучшую среднюю оценку (3,375) с заметным отрывом от других получила формула
Эйлера:1+exp(i{пи})= 0 .
Она связывает самые важные математические константы: 0, 1, e,корень из минус единицы и три действия – сложение, умножение и возведение в степень, ппи)ричем каждая константа и каждое действие участвуют в формуле только один раз. Это выражение, в элементарном виде связывает чрезвычайно далекие, на первый взгляд, области математики; легко предположить, что формула Эйлера была бы названа самым красивым математическим тождеством и при глобальном опросе!
Самой «уродливой», опять же, с большим отрывом от остальных (средний балл –
1,687), оказалась формула Рамануджана для разложения в ряд 1/(пи) – в списке не было более громоздкого и несимметричного выражения. Однако, эта внешне «уродливая», но чрезвычайно интересная формула весьма полезна для инженеров – с ее помощью можно быстро получать приближенные значения числа (пи);. Даже первый член ряда (для k = 1)дает значение (пи) с точностью до шестого знака после запятой. Можно найти в тождестве Рамануджана и абстрактную красоту – она связывает фундаментальную константу,описывающую свойства правильной окружности, с совершенно непонятными числами –9801, 1103, 396 и 26390. Почему именно они дают возможность вычислить(пи) – непонятно. Итак, она «уродлива»? А как же тогда Иероним Босх??? Посмотрите его триптихи. ( Сад земных наслаждений. 1500–1510 гг. Музей Прадо, Мадрид.)

Пожалуй, единственным значимым результатом опыта оказалось подтверждение
гипотезы – различие в восприятии красивых формул по сравнению с уродливыми и
нейтральными отражалось в первую очередь (хотя и не исключительно) в работе той же зоны мозга, что и восприятие художественной красоты в предыдущих экспериментах.
Это (мОФК) - медиальная орбитофронтальная кора (часть коры головного мозга,
находящаяся примерно за глазами), Значит ли это, что математическая и художественная красота влияют на нас схожим образом, что у этого чувственного опыта одинаковая физиологическая подоплека? Возможно, отчасти это верно. С другой стороны, низкий отрицательный балл формулы Рамануджана говорит о том, что возможно? отчасти при оценке учитывались внешние характеристики записи выражения – его НЕкраткость и НЕсимметричность. Такое восприятие красоты видимо в чем-то похоже на восприятие художественного полотна и задействует те же участки мозга.

Таким образом, исследование Зеки и Атьи, основанное на достаточно ограниченном
эксперименте, доказывает лишь то, что восприятие математической красоты в одном из ее аспектов в чем-то похоже на восприятие каких-то граней художественной или
музыкальной красоты. И только!

Но есть ли что-то в математической красоте, объединяющее различные ее ипостаси и
фундаментально отличающее ее от других видов прекрасного (а может, наоборот –
связывающее с ними)? «Платон считал математическую красоту высшей формой
прекрасного, – пишут Семир Зеки и Майкл Атья, – ведь она происходит из чистого
разума и связана с вечной и неизменной истиной». Это и есть «абсолютная красота».
Именно те правила, которые кажутся интересными математику, и выбрала природа.

«Математик играет в игру, правила для которой он выдумывает сам, физик играет
игру по правилам, которые даны природой. Но со временем становится все более
очевидно, что именно те правила, которые кажутся интересными математику, и выбрала природа» (Поль Дирак? 1939 г.).
Красота математики – в способности увидеть истинную суть вещей. Но ведь это относится к любой красоте.

Сэр Майкл Фрэнсис Атья(англ. Michael Francis Atiyah; 22 апреля 1929, Лондон — 11 января 2019) – английский математик. Родился в Лондоне, в семье ливанского писателя Эдуарда Атьи (православного вероисповедания) и матери шотландки. В 1934–1941 гг. он посещал начальную школу в Хартуме (Судан), в 1941–1945гг. – Виктория-колледж в Каире. Затем он вернулся в Англию и обучался в школе Манчестера. В 1947 г. он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, а в 1955 г. под руководством Вильяма Ходжа, защитил диссертацию на тему  Some Applications of Topological Methods in Algebraic Geometry. До 1963 г. преподавал в Кембриджском университете, после чего получил престижную должность Савилиановского профессора геометрии в Оксфордском университете. Атья оставался в Оксфорде до 1990 г. (с перерывом в 1955–1956 и 1969–1972 гг., когда он был профессором Института перспективных исследований), а затем вернулся в Кембридж.
Атья занимал множество почётных должностей, в частности он был президентом
Лондонского математического общества (1974–1976 гг.), Лондонского королевского
общества (1990–1995 гг.) и Королевского общества Эдинбурга (2005–2008 гг.). Также он был президентом Пагуошского движения учёных (1997–2002 гг.), является членом
Британской гуманистической ассоциации.
Награды, членство в академиях:
В числе наград:
Премия Смита (1954).Филдсовская премия (1966).Королевская медаль (1968).
Бейкеровская лекция (1975).Мемориальная лекция Соломона Лефшеца (1976).
Медаль де Моргана (1980).Премия Фельтринелли (1981).Международная премия короля Фейсала (1987).Медаль Копли (1988).Гиббсовская лекция (1991).Медаль Бенджамина Франклина (1993).Чернский приглашенный профессор (1996).Шрёдингеровская лекция (Имперский колледж Лондона) (1997).Эйлеровская лекция (2002).
Абелевская премия (2004, совместно с И. Зингером).Кельвиновская лекция (2006).
Большая медаль Французской академии наук (2010).Кавалер британского ордена Заслуг. В 1983 г. королевой Елизаветой II он был посвящён в рыцари.
Почётный иностранный член Американской академии искусств и наук (1969).
Иностранный член Российской академии наук (1994), Академии наук Грузии (1996),
Национальной академии наук США и Французской академии наук. С 2012 г. является
действительным членом Американского математического общества.

Семир Зеки.
 Семир Зеки (род. 8 ноября 1940) – профессор нейробиологии в
Университетском колледже, Лондон; его главный интерес – организация визуального
мозга приматов; первую научную работу опубликовал в 1967 г.; с тех пор написал более 150 статей и три книги: Видение Мозга (1993), Внутреннее Видение: исследованиеискусства и мозга (1999) (которая была переведена на шесть языков) и La Qu;te de l’essentiel (в соавторстве с покойным французским живописцем Balthus (граф Клоссовски де Рола)); в 1994 г. начал изучать нейрооснование творческого потенциала и эстетической оценки искусства; в 2001 г. основал Институт нейроэстетики, базируемый главным образом в Беркли, Калифорния.
Профессор Зеки. Видео HTTPS://WWW.WHYAREWEHERE.TV/PEOPLE/SEMIR-ZEKI/

ЛИТЕРАТУРА
1. Ю.П.Хапачев, А.А.Дышеков ,Т.И Оранова, Т.И.Шустова. Современная естественнно-научная картина мира Курс лекций. I - II части. Актуальные вопросы современного естествознания. Нальчик. 2018. Вып. 16. 112c.
2.Yurii Khapachev, Arthur Dyshekov, Tatyana Oranova and Tatyana Shustova. The Modern Natural Science Picture of the World.2020.P.113-115. Cambridge Scholars Publishing.
3.Хапачев Ю.П., Дышеков А.А., ОрановаТ.И., ШустоваТ.И. Панорама современного естествознания. https://www.khapachev.com/. © Copyright: Юрий Хапачев, 2024
Свидетельство о публикации №224041801307
4. Марков А.В. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня. Неожиданные открытия и новые вопросы. – М.: Астрель, Corpus, 2015.
5. CRICK F. Central Dogma of Molecular Biology // Nature.1970.V. 227.E. 561–563).
6.John S. Chuang, Olivier Rivoire, Stanislas Leibler. Simpson’s Paradox in a Synthetic Microbial System // Science. 2009. V. 323. P. 272–275.
7.Годик Э.Э., Гуляев Ю.В. Физические поля человека и животных // В мире науки. –
1990. – № 5. – С. 75–83.
8.Добрынин С. https://www.svoboda.org/a/27335973.html