27 июля 2007 г.

Интеллект и размер головного мозга

Недавно, со ссылкой на журнал "The Lancet", NewScientist.com опубликовал любопытную статью о французе со сравнительно миниатюрным мозгом. У этого человека все "основные" части мозга - лобные, затылочные, теменные, височные доли обоих полушарий - уменьшены на 50%-75%.

Головной мозг уникального француза (слева) и мозг обычного человека (справа)


Но самое интересно в том, что никаких проблем с умственным развитием и интеллектом у этого человека нет. Доктора при помощи тестов определили его IQ - 75. Хоть это и ниже нормы, но в пределах нормального развития.
Мне кажется, что более важным доказательством его умственного здоровья есть социальная адекватность. Указанный француз женат и имеет двух детей. И все его знакомые считают его обычным человеком.


Означает ли этот факт, что кора головного мозга не имеет никакого значения в мыслительной активности? Вряд-ли. Макс Муенке(Max Muenke) утверждает что это прекрасное доказательство пластичности нервной ткани в целом и головного мозга в частности. При повреждении человек не потерял возможность видеть, ощущать, разговаривать, управлять телом и т.д. (а именно так должно было бы произойти по мнению многих нейрофизиологов, т.к. указанные доли головного мозга "отвечают" за все эти функции). Скорее всего спасло француза продолжительность процесса разрушения - у мозга была возможность реорганизоваться и создать необходимую структуру, которая будет выполнять все функции нормального головного мозга.
Думаю это еще одно подтверждение того что каждая частица мозга участвует во всех процессах, а не отвечает за одну единственную функцию.

Дальше...

2 июля 2007 г.

Фрактальная имитация рельефов

При попытке перечислить природные объекты с фрактальной структурой, большинство ограничивается лишь деревьями. Некоторые вспоминают еще облака. Но ведь этот список можно расширять до бесконечности.
Я считаю, что все созданное природой имеет фрактальную структуру. Это верно как для живой природы так и для неживой.
А раз нечто имеет фрактальную структуру тогда и моделировать его надо через фракталы. Начнем с того что под ногами - рельефа :) Тут конечно же необходимо использовать стохастические фракталы. Тут можно выделить два основных подхода:

  • рекурсивное разделение и изменение высот (Кроновер Р.М. Фракталы и хаос);

  • наращивание фрактальных структур на плоской поверхности (авторство мне неизвестно).


Рекурсивное разделение участка территории и изменение высот.
Это чрезвычайно простой способ в реализации. На вход мы получаем прямоугольный участок поверхности для которой заданы высоты вершин (1-4):

1----2
| |
3----4

Разделяем этот участок на 4 части просто поделив стороны пополам:
1----5----2
| | |
6----9----7
| | |
3----8----4

Высоты на серединах сторон (точки 5-8) вычисляют как среднее арифметическое соответствующих вершин.
А вот высота центральной точки 9 приравнивается среднему арифметическому всех вершин плюс некая случайная величина. Важно, что случайная величина может быть и положительной и отрицательной, а максимальный модуль этого значения характеризует тип получаемого рельефа. Иногда случайную величину делают зависимой от глубины рекурсии.
Далее процедура повторяется для прямоугольников 1-5-9-6, 5-2-7-9, 6-9-8-3 и 9-7-4-8.
Главное не забудьте об условии остановки рекурсии.


Наращивание фрактальных структур на плоской поверхности.
При этом подходе так же строиться карта высот по которой потом уже генерируется поверхность рельефа. Изначально карта высот инициализируется нулями. После фиксированное количество раз к ней прибавляется карта рандомизированного фрактального объекта с центром в случайном месте. Накладываясь друг на друга эти объекта создают весьма неожиданные эффекты.
Как создается указанный рандомизированный фрактальный объект? Конечно же рекурсивно. За основу береться геометрический примитив случайных размеров (в заданных рамках). Таким примитивом может быть конус, полусфера, колокол Гаусса или еще что-нибудь.
Далее объект порождает некое количество (либо фиксированное либо в определенных пределах) "потомков". Потомки - такие же примитивы, но уменьшенные в n раз. И располагаются они в пределах примитива-родителя. Потом эти потомки порождают своих потомков и т.д.
Результаты построения сильно зависят от количества порождаемых примитивов, от коэффициента уменьшения и от стартовой высоты примитива.
Вот примеры небольших участков сгенерированных таким методом:






Важно отметить что описанные методы являются базовыми, а не окончательными. Т.е. их можно и даже необходимо улучшать. Например учитывать предельный наклон для грунта.

Дальше...