Согласно публикации в научном журнале Nature Neuroscience, впервые в мире ученые смогли создать гибридный мозг. В процессе исследования были задействованы грызуны: мыши и крысы. Подборка новостей 15 июля: как в мозге хранится память и как он управляет тревогой и страхом. — Какие открытия удалось сделать исследователям мозга за последние десятилетия, насколько удалось продвинуться?
Это прорыв: ученые впервые создали «искусственный мозг»
Таким образом удалось выяснить, что в центральных и височных долях мозга у больных детей повышена мощность гамма-диапазона, который отвечает за сон, память и внимание. Этот факт указывает на нарушение баланса между активностью нейронов и их торможением. Благодаря исследованиям можно будет диагностировать болезнь на ранних стадиях и оценивать эффективность лечения. Синдром Ретта — это психоневрологическое наследственное заболевание, приводящее к тяжелой форме умственной отсталости.
Читайте «Хайтек» в В последние минуты жизни мозг некоторых людей генерирует всплеск удивительно организованной электрической активности, которая может отражать сознание. Хотя ученые не совсем в этом уверены. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале PNAS, этот всплеск иногда может произойти после того, как у человека останавливается дыхание, но до того, как перестанет функционировать мозг. Паттерн активности чем-то похож на тот, который наблюдается, когда люди бодрствуют или находятся в состоянии, похожем на сон. Поэтому ученые предположили, что, возможно, эти электрические скачки и объясняют тот самый «потусторонний» опыт, о котором сообщают люди, которые были на грани смерти: ощущение выхода из тела и наблюдения за ним; видения с тоннелем и белым светом; или повторное переживание важных воспоминаний.
Оценивает количество и качество выполняемых упражнений. Вообще не вставал. Сейчас я могу ходить с помощью ходунков, могу передвигать ногами потихонечку. Дальше самое сложное, говорят врачи, снова встать на ноги и попытаться ходить. Но и тут новейшие разработки российских ученых приходят на помощь. Экзоскелет, недавно поступивший в центр, позволяет быстро восстановить навыки ходьбы, при этом полностью разгружает позвоночник пациента. Сегодня в Центре медицинской реабилитации клинической больницы Святителя Луки не только разрабатывают авторские методики, но и успешно применяют хорошо известную терапию. Также в рамках ОМС. Благодаря федеральной программе «Оптимальная реабилитация» активно внедряют научные российские технологии. Но программа на этом ключе не остановлена.
Компания Synchron вводит свои датчики в череп через вену, во многом аналогично имплантации коронарного стента — метод, который, как она надеется, позволит имплантациям головного мозга стать рутинной процедурой. Мозговой сигнал, полученный таким методом, менее детальный, но достаточно сильный, чтобы технология стала применима для массового производства. Synchron стремится направлять сигналы мозга для управления смартфоном или планшетом, предоставляя пациентам с частичным параличом больше способов общения и контроля над окружающей средой. Учёные проводили испытания на людях с использованием других методов и добились значительных успехов в интерпретации сигналов мозга. Так, исследовательская команда из Стэнфордского университета в 2021 году сообщала о преобразовании сигналов мозга парализованного человека в текст на компьютере. По мнению Алекса Моргана Alex Morgan , инвестирующего в нейротехнологии, различные подходы и методы могут привести к созданию целого ряда продуктов. Самая большая проблема по-прежнему состоит в интерпретации сигналов мозга, поэтому трудно сказать, когда технология сможет делать больше, чем просто перемещать компьютерный курсор или активировать простые движения протезов конечностей. Сейчас стартапы, работающие над интерфейсами для мозга и компьютера, объединились с целью разработать импланты для пациентов с наиболее тяжёлыми формами паралича. Пока это очень далеко от технологии, улучшающей разум, о которой мечтает Маск. По мнению Рапопорта, это дело далёкого будущего, хотя он «не думает, что это невообразимо». До этого сообщалось , что в общей сложности в текущем году такие операции будут проведены на 11 пациентах из числа добровольцев. Источник изображения: Neuralink Идти на такой риск в большинстве случаев людей толкают тяжёлые нарушения моторных функций, которые не позволяют им двигать конечностями самостоятельно. Neuralink рассчитывает настроить интерфейс между человеческим мозгом и компьютером таким образом, чтобы пациенты смогли эффективно управлять бионическими протезами или экзоскелетами, а в идеале начали бы двигать собственными конечностями. Вчера Илон Маск на страницах принадлежащей ему социальной сети X признался , что первый человек получил имплант Neuralink и теперь идёт на поправку после операции. Напомним, что небольшой имплант цилиндрической формы устанавливается в отверстие в черепной коробке человека, а с головным мозгом он соединяется тончайшими электродами. По замыслу компании, проводить подобные операции должны специализированные роботы. Илон Маск добавил, что первые результаты обнадёживают, поскольку импланту уже удаётся регистрировать активность нейронов пациента. Компания уже придумала название для своего импланта, который планирует выпускать серийно в случае успеха клинических испытаний. Обозначаемый как Telepathy, он должен позволять человеку управлять смартфоном или компьютером, а также любым другим устройством, «буквально силой мысли». Целью стартапа, по словам Маска, является помощь людям с тяжёлыми нарушениями во взаимодействии мозга с нервной системой. Напомним, что на предыдущих этапах испытаний решение Neuralink использовалось подопытными обезьянами для контроля предметов в компьютерных играх при помощи сигналов головного мозга. Макака с вживлённым чипом, например, играла в пинг-понг на дисплее компьютера. Первично компания хотела перейти к испытаниям импланта на людях к концу 2019 года, но разрешение удалось получить только в прошлом. Электроды, которые проникают в кору головного мозга пациента, углубляются в неё менее чем на 2 миллиметра, но это больше основной части конкурирующих решений. Обычно для тестирования имплантов на первой группе из пяти или десяти пациентов требуется около шести месяцев. Если на этом этапе всё проходит удачно, компания сможет расширить свои испытания. По мнению научных консультантов Neuralink, прежде чем мозговые импланты компании будут одобрены к массовому применению, пройдут годы. Зонд используется в новой науке оптогенетике. С помощью крошечных светодиодов на конце зонда можно управлять активностью нейронов, затормаживая или возбуждая сигналы в нервных тканях мозга. Этот инструмент позволяет точно привязать реакцию к тому или иному участку мозга и, тем самым, внести больше ясности в его работу. Источник изображения: University of Massachusetts Оптогенетике чуть меньше 20 лет. Она строится на том, что гены нейронов изменяются таким образом, что у них появляется новый канал для возбуждения и торможения. Это оптический канал. С помощью света нужной длины волны активность нейрона может тормозиться, а с помощью света с другой длины волны — возбуждаться. Помимо этого остаётся работать обычный канал передачи активности мозга — синаптический. Мозг работает, как обычно, но в нейронной сети как бы появляются светофоры, которые по команде оператора регулируют распространение сигналов и, следовательно, нервные реакции мозга и организма в целом. Большинство современных зондов в оптогенетике работают на одной волне, иначе говоря — светятся одним цветом. Каждый из них либо тормозит активность нейронов, либо возбуждает. Заслугой коллектива Массачусетского университета в Амхерсте стала разработка предельно малого двухцветного зонда шириной 0,2 мм и толщиной 0,05 мм. На этом конце поместился один красный MicroLED и один синий. Один тормозит нейрон в зоне своего воздействия, а другой возбуждает. Это позволяет учёным быстрее определять, за что отвечает зондируемая группа нейронов. В современной медицине торможение нейронов часто используется для подавления приступов эпилепсии. Изучая эти механизмы на мозге мышей, для которых эти зонды созданы, можно помочь в лечении этой болезни и других расстройств. Наконец, более точный зонд с расширенной функциональностью углубит наши знания о строении мозга и о работе его отделов, где пресловутых белых пятен осталось больше, чем неизведанных мест на нашей планете. Однако хотелось бы научиться распознавать мысленную речь без хирургического вмешательства. Это было бы проще и безопаснее. Шаг в этом направлении сделали учёные из Австралии, показав возможность довольно точного распознавания мыслей пациентов без установки датчиков внутрь головного мозга. Источник изображения: UTS Для считывания активности мозга была использована простая шапочка с электродами. Она снимала электроэнцефалограмму ЭЭГ — это рутинная, в общем-то, процедура для установки множества диагнозов, связанных с работой мозга. Эта процедура разрешена даже для детей и не несёт никакой опасности для пациента. Читать с её помощью мысли, конечно же, нельзя. Поэтому на следующем этапе учёные добавили к ЭЭГ большую языковую модель LLM и открытый набор данных ZuCo, что сразу перевело разработку в разряд перспективных. Пакет ZuCo содержит данные о траектории движения глаз пациента в процессе чтения в сочетании с показаниями ЭЭГ. Как долго взгляд задерживается на слове, куда и в каком темпе перепрыгивает и другое. В сочетании с ИИ с большой языковой моделью и данными с ЭЭГ возникают сопоставления, которые транслируются в текст. Довольно неплохо для неинвазивной технологии чтения мыслей. При этом система часто использовала синонимы вместо реально произнесённых пациентом слов и лучше понимала глаголы, что можно объяснить ограниченным набором данных. Впрочем, простор для улучшения методики есть, и опыт это хорошо показал. В любом случае, это лучше, чем ничего, а для страдающих проблемами речи людей это возможность вернуться к живому общению. Источник изображения: westernsydney. Но ему требуются колоссальные вычислительные мощности, и при сохранении нынешней тенденции, когда NVIDIA является единственным поставщиком ИИ-ускорителей, отрасль рискует выйти на энергопотребление, сравнимое с нуждами небольших стран. При этом человеческий мозг так и остаётся самым совершенным компьютером, потребляющим всего 20 Вт энергии.
Это прорыв: ученые впервые создали «искусственный мозг»
Тем не менее последние исследования показали, что эти клетки могут участвовать в работе мозга по-другому. Он распространен по всему мозгу и регулирует фундаментальные нейрональные процессы за счет связывания со специфическими ионотропными рецепторами GlyR. Они обнаружили, что воздействие на некоторые зоны мозга, связанные в других экспериментах с депрессией, также повлияло на частоту сердечных сокращений. Последние исследования показали, что диета может влиять на сложные механизмы старения и когнитивное здоровье. Молекулярное Мозговое Исследование. Российские ученые смогут остановить деградацию человеческого мозга: Новейшая разработка на стадии испытаний.
Мозг человека оказался способен защищать себя от старения: открытие ученых из США
В своем исследовании ученые исходили из гипотезы, что в мозге может существовать особый механизм, отвечающий за сопряжение разрозненных симптомов в единое заболевание. Они обнаружили, что воздействие на некоторые зоны мозга, связанные в других экспериментах с депрессией, также повлияло на частоту сердечных сокращений. Но кроме микроконнектомики есть региональная коннектомика — исследование связей между разными структурами мозга, которые определяют их взаимоотношения, интеграцию, в конечном счете работу. Исследование сотрудников Университета Лозанны и Женевского университета выявило взаимосвязь между скоростью старения головного мозга и уровнем дохода людей. Международная группа нейробиологов из Швейцарии и Великобритании заявила о прорыве в методах глубокой неинвазивной (не требующей проникновения в орган) стимуляции мозга, которая позволяет влиять на его активность. Исследование опубликовано в научном журнале.
Использование гаджетов привело к изменениям в мозге детей
Исследование мозга продолжает быстро развиваться, обещая еще более революционные открытия в будущем. Согласно публикации в научном журнале Nature Neuroscience, впервые в мире ученые смогли создать гибридный мозг. В процессе исследования были задействованы грызуны: мыши и крысы. Время, проведённое детьми перед экранами гаджетов, влияет на префронтальную кору головного мозга, уменьшение объёма серого вещества в мозге. Иллюстрация: pixabay Женский мозг оказался горячее мужского Ученые из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета в Кембридже провели исследования и выяснили, что температура.
Использование гаджетов привело к изменениям в мозге детей
В недавнем исследовании ученые использовали мозг мух. Последние новости. Последние новости. Сбалансированный рацион оказывает значительное влияние на головной мозг, включая когнитивные функции и психическое здоровье. Последние исследования в области нейроонкологии показали, что глиобластома, злокачественная опухоль мозга, способна «паразитировать» на нейронах, выживать и расти за счет их работы.
Искусственный интеллект модифицировал медицину
Результаты исследования показали, что индексы осевой диффузионности AD и фракционной анизотропии FA в различных частях мозолистого тела у детей с РАС понижены по сравнению с контрольной группой. Это указывает на то, что у детей с РАС имеются нарушения белого вещества мозолистого тела. При изучении того, как снижение этих индексов связано с поведением и развитием детей с РАС было обнаружено, что низкий индекс осевой диффузионности AD в части мозолистого тела, ведущей к дополнительной моторной области коры SMA , связан с более низкими речевыми навыками и такой аутистической чертой как внимание к деталям. Значимых связей между индексом фракционной анизотропии FA и показателями развития и аутистических проявлений не было выявлено, несмотря на то, что этот индекс также снижен у детей с РАС. Необходимы дополнительные исследования для прояснения того, как фракционная анизотропия влияет на трудности, возникающие при аутизме. Данное исследование вносит вклад в понимание того, как специфика организации белого вещества головного мозга связана с ядерными и сопутствующими симптомами РАС.
Колесникова, Г. Уразгильдеева, д. Фокин, академик РАН С. В последние годы в связи с развитием новых технологий эти методы стали использоваться для исследования нейросетей мозга, участвующих в обеспечении когнитивных, двигательных и других функций мозга. Функциональные нейросети мозга успешно исследуются с помощью функциональной МРТ, которая при высоком пространственном разрешении имеет ограниченное временное разрешение.
Напротив, методы анализа электрической активности мозга, имеют высокое временное, но ограниченное пространственное разрешение.
Цукерберг рассказал, что с таким браслетом «вы, по сути, сможете печатать и управлять чем-то, просто думая о том, как вы хотите двигать рукой, и это даже не будут большие движения». Компания на этой неделе опубликовала видео, демонстрирующие обретённые после этой операции добровольцем новые физические возможности. Источник изображения: Neuralink, X В ходе трансляции, которую Neuralink предсказуемо осуществляла на платформе X Илона Маска Elon Musk , представитель компании представил аудитории 29-летнего Ноланда Арбоу Noland Arbaugh , который восемь лет назад получил травму спинного мозга и утратил подвижность всех четырёх конечностей. Как пояснил сам находящийся в специальном кресле пациент, он не может двигать руками и ногами, а также не чувствует ничего ниже уровня плеч. При этом сам доброволец находился во время трансляции в прекрасном расположении духа, много улыбался и шутил. По его словам, операцию по установке импланта он перенёс очень легко, из больницы его выписали уже на следующий день. После некоторой тренировки и настройки оборудования он научился управлять с помощью мысли курсором на экране ноутбука, и в первые дни появление подобной возможности настолько будоражило его эмоционально, что он просыпался в шесть утра и с нетерпением ждал, когда получит доступ к заветному ноутбуку. Напомним, что заряда импланта хватает на несколько часов непрерывной работы, затем его нужно восполнять при помощи специальной подушки с функцией беспроводной зарядки.
Предполагается, что у серийной версии зарядка будет происходить, пока пациент находится в кровати и спит. Первый пациент с мозговым имплантом Neuralink признался, что технологии этой компании не лишены недостатков, но он убеждён, что она находится в самом начале пути, и уже в нынешнем виде её разработки сильно изменили его жизнь. Опрошенные CNBC эксперты пояснили, что прочие разработчики нейроинтерфейсов добились схожих результатов задолго до Neuralink, а вот активность этой компании с точки зрения научных публикаций пока крайне низка. Пройдёт несколько месяцев, прежде чем регуляторы в США разрешат Neuralink провести операции на других добровольцах, а позже приступить к серийному производству имплантов и их установке. Представители компании заявили, что она надеется в будущем научиться восстанавливать утраченное зрение при помощи своих имплантов. Об этом основатель компании заявил в начале текущей недели. Источник изображения: Neuralink Эти слова, по данным Reuters , прозвучали из уст Илона Маска в сервисе аудиочатов Spaces на страницах принадлежащей ему социальной сети X: «Наблюдается хороший прогресс, пациент полностью восстановился, насколько можно судить, наблюдаем за влиянием операции на его нервную систему. Пациент способен двигать курсором мыши по экрану только за счёт усилия воли». По словам Маска, сейчас команда Neuralink пытается научить пациента нажимать на кнопку виртуальной мышки максимально часто.
Это в перспективе позволит ускорить взаимодействие парализованного пациента с компьютером и со временем даст ему возможность управлять, например, бионическими протезами. Разрешение на клинические испытания своего мозгового импланта на людях Neuralink получила от американских надзорных органов в сентябре прошлого года. Если всё пойдёт по плану, в текущем году компания проведёт ещё десять операций на людях, а в следующем увеличить это количество ещё на 27 человек. В 2022 году компания провела 294 операции на животных, Илон Маск также заявил , что непосредственно от вживления чипа в мозг не погибла ни одна подопытная обезьяна. Непосредственно операция по вживлению электродов в головной мозг и установке импланта в черепной коробке занимает до двух с половиной часов, на самых ответственных этапах применяются специальные роботы, но в идеале Маск хотел бы сократить время процедуры до 15 минут. В перспективе на одном заряде встроенного аккумулятора имплант будет способен работать по 11 часов, а у владельца появится возможность заряжать его через подушку во время сна. Эта процедура стала ещё одним шагом к реализации обещания Маска подключать человеческий мозг напрямую к компьютерам. По его мнению, это однажды позволит людям соответствовать возможностям продвинутого ИИ. Заявления Маска часто вызывают неприятие со стороны конкурентов, но при этом помогают «приблизить эту область к реальности».
Источник изображения: unsplash. По крайней мере трём конкурирующим стартапам удалось установить электроды в мозг человека и использовать их для сбора и интерпретации его сигналов. Обеспечение бурной огласки своих усилий при минимуме доказательств «это то, что Илон Маск делает лучше, чем кто-либо другой», уверена Энн Ванхёстенберг Anne Vanhoestenberghe , профессор активных имплантируемых медицинских устройств в Королевском колледже Лондона. Их технология уникальна? Нет, ничто из того, что я видела, не является чем-то новым», — добавила она, признав при этом, что компания Маска является «очень продвинутой» и «самой современной» в этой области. Маск уже давно использует своих многочисленных поклонников в социальной сети X и других средствах массовой информации в качестве стратегического оружия для привлечения капитала и талантов в свои предприятия. Однако амбициозные заявления Маска имеют и обратную сторону — по мнению профессора университета Иллинойса Юрия Власова они привели к «огромному бремени завышенных ожиданий». И всё же нужно признать, что заявления Маска пролили свет на технологию, начавшую приносить многообещающие результаты, хотя совсем недавно она многим казалась надуманной и бесперспективной. Источник изображения: Neuralink Работа над мозговыми компьютерными интерфейсами BCI — Brain-computer interface началась два десятилетия назад, но темпы исследований были невысоки.
После основания Neuralink в 2016 году Маск пообещал провести испытания на людях уже в 2020 году, для чего изо всех сил пытался получить одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США. BCI стали реальностью в результате достижений в области миниатюризации полупроводников, развития систем считывания сигналов мозга и использования машинного обучения для расшифровки сигналов мозга и использования их для управления компьютерным курсором или протезом конечности. На сегодняшний день представлено несколько разных подходов к BCI. Метод Neuralink включает в себя введение чрезвычайно тонких нитевидных электродов в ткань мозга с целью сбора электрических сигналов от отдельных или небольших групп нейронов. Процедура требует удаления части черепа для доступа робота-хирурга, которого Маск называет «швейной машиной». Neuralink показала видео, на которых обезьяны используют свои импланты для игры в понг на компьютере. Однако последствия длительного нахождения электродов рядом с тканями мозга ещё недостаточно исследованы. Источник изображения: Neuralink Другие методы предполагают некий компромисс между инвазивностью и рисками имплантов и качеством собираемой информации. Компания Precision Neuroscience , соучредителем которой является Бенджамин Рапопорт Benjamin Rapoport , нейрохирург и один из основателей Neuralink, делает крошечные разрезы в черепе, инсталлируя через них сетку микроэлектродов, которая «обёртывается» вокруг мозга.
Хотя этот менее инвазивный метод собирает меньше данных, чем электроды Neuralink, он все равно должен давать достаточно данных для управления протезом конечности. Компания Synchron вводит свои датчики в череп через вену, во многом аналогично имплантации коронарного стента — метод, который, как она надеется, позволит имплантациям головного мозга стать рутинной процедурой. Мозговой сигнал, полученный таким методом, менее детальный, но достаточно сильный, чтобы технология стала применима для массового производства. Synchron стремится направлять сигналы мозга для управления смартфоном или планшетом, предоставляя пациентам с частичным параличом больше способов общения и контроля над окружающей средой. Учёные проводили испытания на людях с использованием других методов и добились значительных успехов в интерпретации сигналов мозга. Так, исследовательская команда из Стэнфордского университета в 2021 году сообщала о преобразовании сигналов мозга парализованного человека в текст на компьютере. По мнению Алекса Моргана Alex Morgan , инвестирующего в нейротехнологии, различные подходы и методы могут привести к созданию целого ряда продуктов. Самая большая проблема по-прежнему состоит в интерпретации сигналов мозга, поэтому трудно сказать, когда технология сможет делать больше, чем просто перемещать компьютерный курсор или активировать простые движения протезов конечностей. Сейчас стартапы, работающие над интерфейсами для мозга и компьютера, объединились с целью разработать импланты для пациентов с наиболее тяжёлыми формами паралича.
Пока это очень далеко от технологии, улучшающей разум, о которой мечтает Маск. По мнению Рапопорта, это дело далёкого будущего, хотя он «не думает, что это невообразимо». До этого сообщалось , что в общей сложности в текущем году такие операции будут проведены на 11 пациентах из числа добровольцев. Источник изображения: Neuralink Идти на такой риск в большинстве случаев людей толкают тяжёлые нарушения моторных функций, которые не позволяют им двигать конечностями самостоятельно. Neuralink рассчитывает настроить интерфейс между человеческим мозгом и компьютером таким образом, чтобы пациенты смогли эффективно управлять бионическими протезами или экзоскелетами, а в идеале начали бы двигать собственными конечностями. Вчера Илон Маск на страницах принадлежащей ему социальной сети X признался , что первый человек получил имплант Neuralink и теперь идёт на поправку после операции. Напомним, что небольшой имплант цилиндрической формы устанавливается в отверстие в черепной коробке человека, а с головным мозгом он соединяется тончайшими электродами. По замыслу компании, проводить подобные операции должны специализированные роботы. Илон Маск добавил, что первые результаты обнадёживают, поскольку импланту уже удаётся регистрировать активность нейронов пациента.
Компания уже придумала название для своего импланта, который планирует выпускать серийно в случае успеха клинических испытаний.
Будут рассмотрены основные принципы исследования нейросетей мозга с помощью анализа ЭЭГ и ВП высокого разрешения, использование для этих целей методов оценки функциональной коннективности связности широко распределенных в структурах мозга источников функциональной активности. Для исследования функциональных нейросетей мозга применяются, наряду с оценкой вызванной активности мозга, анализ коннективности по данным синхронизации функциональной активности в состоянии покоя. Оценка функциональных нейросетей при наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваниях - болезнях Альцгеймера БА , Паркинсона БП и Гентингтона БП , информативна как для выявления биомаркеров уже на ранних стадиях этих заболеваний, так и для понимания патофизиологических механизмов их развития. Будет рассмотрена роль синаптических нарушений в различных нейросетях при развитии БА БГ и БП в функциональном разобщении структур мозга и когнитивном снижении. Основное внимание будет уделено изменениям нейросетей на преклинических стадиях заболеваний, зависимости этих изменений от генетической предрасположенности к болезням, реорганизации нейросетей мозга в обеспечении когнитивных процессов. В качестве одного из примеров применения ЭЭГ и ВП высокого разрешения будет показан анализ когнитивных ВП высокого разрешения с использованием парадигмы Струпа и заданием на переключение у больных БГ.