A Beautiful Mind: Gehirn Verletzungen dreht Man in Mathe-Genie

Im Jahr 2002 zwei Männer brutal angegriffen Jason Padgett außerhalb einer Karaoke-bar, ließ ihn mit einer schweren Gehirnerschütterung und posttraumatische Belastungsstörung. Aber auch in ein mathematisches Genie, das die Welt durch die Linse der Geometrie sieht, verwandelt der Vorfall Padgett.

Padgett, ein Möbel-Verkäufer aus Tacoma, Washington, hatte sehr wenig Interesse an Akademiker und entwickelten die Fähigkeit, komplexe mathematische Objekte und Physik Konzepte intuitiv visualisieren. Die Verletzung während des verheerenden, scheint Teil seines Gehirns freigeschaltet hast, das alles in seiner Welt scheinen eine mathematische Struktur zu haben.

"Ich sehe Formen und Winkel überall im realen Leben" – aus der Geometrie eines Regenbogens, die Fraktale in Wasser geraten in einen Abfluss Padgett erzählte Leben Wissenschaft. "Es ist einfach wunderschön." [Album: die weltweit schönsten Gleichungen]

Padgett, wer gerade eine Abhandlung mit Maureen Seaberg veröffentlicht "Schlug durch Genie" (Houghton Mifflin Harcourt, 2014) genannt, gehört zu einer seltenen Konstellation von Personen mit erworbenen Savant-Syndrom, in denen ein normaler Mensch nach einer schweren Verletzung oder Krankheit erstaunliche Fähigkeiten entwickelt. Andere Leute bemerkenswerte musikalischen oder künstlerische Fähigkeiten entwickelt haben, aber nur wenige Menschen mathematische Fakultäten wie die Padgett erworben haben.

Nun, Forscher haben herausgefunden, welche Teile des Gehirns des Mannes rejiggered wurden, um solche Savant-Fähigkeiten zu ermöglichen, und die Ergebnisse deuten darauf hin, dass solche Fähigkeiten in allen menschlichen Gehirnen schlummern können.

"Vom Genie getroffen"

Vor der Verletzung Padgett war eine selbsternannte Jock und partyer. Er hatte nicht darüber hinaus als Pre-Algebra in sein Mathematik-Studium fortgeschritten. "Ich betrogen über alles, und ich nie geknackt, ein Buch," sagte er.

Aber all das würde die Nacht seines Angriffs zu ändern. Padgett, erinnert sich wird für den Bruchteil einer Sekunde ausgeschlagen und einen hellen Lichtblitz zu sehen. Zwei Jungs fingen ihn, treten ihn in den Kopf, als er versuchte zu wehren. Später am Abend, sagte Ärzte eine schwere Gehirnerschütterung und eine blutende Niere Padgett diagnostiziert, und schickte ihn nach Hause mit Schmerzmittel, er.

Bald nach dem Angriff litt Padgett PTSD und schwächenden soziale Angst. Aber zur gleichen Zeit bemerkte er, dass alles anders aussah. Er beschreibt seine Vision als "diskrete Bilderrahmen mit einer Linie verbinden, aber immer noch mit realen Geschwindigkeit." Wenn Sie Vision als das Gehirn ständig fotografieren und glätten sie in einem Video vorstellen, ist es als ob Padgett die Frames ohne Glättung sieht. "Darüber hinaus alles pixelig aussehen hat, sagte" er.

Mit Padgett neue Vision kam eine erstaunliche mathematische Zeichnung Fähigkeit. Er begann skizzieren Kreisen von überlappenden Dreiecken, die ihm das Konzept der Pi, das Verhältnis des Umfangs eines Kreises zu seinem Durchmesser verstehen geholfen. Es gibt keine solche Sache wie ein perfekter Kreis, sagte er, die er kennt, weil er immer die Ränder eines Polygons sehen kann, die den Kreis annähert. [Galerie: sehen die Padgett erstaunliche mathematische Zeichnungen]

Padgett mag das Konzept der Unendlichkeit, denn er jede Form als endliche Konstruktion von kleineren Einheiten sieht, Ansatz, was Physiker bezeichnen als die Planck-Länge, gedacht, um die kürzeste messbare Länge sein.

Nach seiner Verletzung hatte nicht Padgett zeichnete komplexe geometrische Formen, aber er die formale Ausbildung, die Gleichungen zu verstehen, die sie repräsentierten. Eines Tages, ein Physiker entdeckte ihn machen diese Zeichnungen in einem Einkaufszentrum, und forderte ihn zur mathematischen Ausbildung zu verfolgen. Padgett ist nun im zweiten Jahr in der Schule und eine aufstrebende Nummer Theoretiker.

Padgett des bemerkenswerten Fähigkeiten sammelte das Interesse von Neurowissenschaftlern, wollte verstehen, wie er sie entwickelt.

Schöner Verstand

Berit Brogaard, ein Philosophieprofessor jetzt an der University of Miami in Coral Gables, Florida, und ihre Kollegen gescannt Padgetts Gehirns mit funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) zu verstehen, wie er erwarb seine Savant-Fähigkeiten und der Synästhesie, die ihm erlaubt, mathematische Formeln als geometrische Figuren erkennen. (Synästhesie ist ein Phänomen in dem Sinne in eine andere blutet.) [Top 10 Geheimnisse des Geistes]

"Erworbenen Savant-Syndrom ist sehr selten", sagte Brogaard, fügte hinzu, dass nur 15 bis 25 Fällen immer in medizinischen Studien beschrieben wurden.

Funktionelle Kernspintomographie misst Änderungen im gesamten Gehirn Blut und Sauerstoff verwendet. Während der Scans von Padgett die Forscher zeigten die Menschen real und Unsinn mathematischer Formeln sollen Bilder in seinem Kopf zu zaubern.

Die daraus resultierenden Scans zeigten signifikante Aktivität in der linken Hemisphäre Padgetts Gehirns, wo mathematische Fähigkeiten befinden sich nachweislich. Sein Gehirn leuchtet am stärksten in der linken parietalen Kortex, eine Fläche hinter der Krone des Kopfes, die bekannt ist, Informationen aus unterschiedlichen Sinnen zu integrieren. Auch gab es einige Aktivierung in Teilen seiner Temporallappen (visuelles Gedächtnis, sensorischen Verarbeitung und Emotion beteiligt) und Stirnlappen (in leitender Funktion, Planung und Aufmerksamkeit beteiligt).

Aber die fMRT nur gezeigt, welche Bereiche in Padgetts Gehirns aktiv waren. Um zu zeigen, dass diese bestimmten Bereiche des Mannes Synästhesie verursacht wurden, verwendete Brogaard Team transkranielle Magnetstimulation (TMS), umfasst das Gehirn mit einem magnetischen Impuls, der aktiviert oder hemmt eine bestimmte Region zu zappen. Wenn sie die Teile des Padgetts parietalen Kortex, die die größte Aktivität in der fMRI-Scans angezeigt hatte gezappt, machte es seiner Synästhesie verblassen oder verschwinden, laut einer Studie, veröffentlicht im August 2013 in der Zeitschrift Neurocase.

Brogaard zeigte in einer anderen Studie, dass wenn Neuronen sterben, sie Gehirn-Signalisierung Chemikalien freisetzen, die Aktivität des Gehirns in den umliegenden Gebieten erhöhen können. Die erhöhte Aktivität in der Regel im Laufe der Zeit verblasst, aber manchmal es zu strukturellen Veränderungen führt, die Aktivität des Gehirns Änderungen beibehalten verursachen können, Brogaard gesagt Leben Wissenschaft.

Wissenschaftler wissen nicht, ob die Veränderungen im Gehirn der Padgett dauerhaft sind, aber hätte er strukturelle Veränderungen, es viel wahrscheinlicher ist, seine Fähigkeiten sind hier zu bleiben, sagte Brogaard.

Savant in jeder

Also lieben Fähigkeiten Padgett Lüge schlafend in jeder darauf warten, entdeckt zu werden? Oder gab es etwas einzigartiges über Padgetts Gehirns mit anfangen?

Höchstwahrscheinlich sagte gibt es etwas schlafend in jeder, die Padgett in angezapft, Brogaard. "Es ganz ein Zufall wäre, wenn er waren, dass bestimmte spezielle Gehirn haben und dann noch eine Verletzung," sagte sie. "Und er ist nicht der einzige [erworbenen Savant]."

Neben Kopfverletzungen Geisteskrankheit auch bekanntermaßen latente Fähigkeiten zeigen. Und Brogaard und andere Studien, die vorschlagen, dass die Gehirne von normalen Menschen, die mit TMS Zappen vorübergehend ungewöhnliche mathematische und künstlerischen Fähigkeiten bringen kann getan haben.

Es ist immer möglich, dass mit Savant-Fähigkeiten mit Kompromissen kommen kann. Bei Padgett entwickelte er ziemlich schweren posttraumatischen Belastungsstörung und Zwangsstörungen, und er findet es immer noch schwierig, in der Öffentlichkeit erscheinen.

Padgett ändern nicht noch seine neuen Fähigkeiten, wenn er könnte. "Es ist so gut, dass ich es gar nicht beschreiben kann," sagte er.

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