Новое исследование показывает, как мозг меняется при лечении депрессии.
Использование гаджетов привело к изменениям в мозге детей
Ученые показали, что при старении изменяются свойства астроцитов коры головного мозга человека, но не нейронов Ученые показали, что при старении изменяются свойства астроцитов коры головного мозга человека, но не нейронов Дек 28, 2023 Коллектив сотрудников биологического факультета МГУ имени М. Ломоносова, института биоорганической химии РАН, института экспериментальной медицины РАН, врачей факультета нейрохирургии Приволжского исследовательского медицинского университета и коллег из зарубежных научных центров установили, каким образом старение влияет на свойства нейронов и астроцитов коры головного мозга человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Изучение процессов, развивающихся в клетках мозга при старении, крайне важно для понимания механизмов, лежащих в основе развития деменций и нейродегенеративных процессов. Ранее эффект старения на клетки головного мозга исследовали на лабораторных животных и оставался ряд вопросов о том, могут ли полученные данные быть экстраполированы на человека.
Фото: pixabay. Он сообщил, что нарушения функций мозга имеются у каждого четвертого жителя Земли. Это увеличение числа пока неизлечимых нейродегенеративных заболеваний, таких, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, мультисосудистая деменция и, наконец, болезнь века, в которой сейчас «тонет» часть молодого поколения, — цифровая деменция. Он привел данные норвежских коллег, которые, протестировав 34 тысячи жителей Евросоюза, пришли к выводу, что уровень IQ у рожденных после 1981 года на 20 процентов ниже, чем у поколений, рожденных с 1930-х по 1980 годы.
В общем, интерес к проблеме изучения мозга во всем мире колоссальный. В развитых странах расходы на лечение больных с соответствующими заболеваниями превышают треть всех расходов на здравоохранение, а на научные программы в США, Китае, Евросоюзе, Японии и других странах выделяют многомиллиардные суммы. На этом фоне, по словам Михаила Александровича, дела с отечественной Федеральной научно-технической программой «Мозг: здоровье, интеллект, инновации» складываются не очень успешно. Тем временем ситуация за эти годы изменилась, современная реальность такова, что упор во всех областях науки делается на первоочередные, горящие проекты, а значит, и программа по исследованию мозга должна была немного измениться. Теперь в ней также уделено внимание решению проблем демографии, борьбы с онкозаболеваниями, производительности труда россиян и пр. В частности, по словам вице-президента РАН, у ученых уже есть некоторые достижения: проводя магнитную стимуляцию мозга здоровым добровольцам, уже сегодня удается на 20 процентов улучшать их память. Эффект этот сохраняется до полугода. А вот о клеточно-молекулярном механизме памяти рассказал научный руководитель Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Павел Балабан.
Его доклад касался возросшей роли так называемых глиальных клеток, которые раньше воспринимались исключительно как служебные. Теперь благодаря им ученые могут объяснить процесс формирования долговременной памяти. Также ученые пересмотрели роль так называемых глиальных клеток, астроцитов, взаимодействующих с нейронами.
Мозолистое тело - самый большой проводящий путь в нашем мозге. Оно соединяет правое и левое полушария и передает информацию между ними.
Структурные аномалии мозолистого тела могут приводить к когнитивным и другим нарушениям, в том числе и при расстройствах аутистического спектра. Предыдущие исследования показали, что при аутизме встречаются те или иные особенности мозолистого тела. Были сделаны и попытки изучить связь этих особенностей с ядерными и сопутствующими симптомами РАС. Например, была выявлена связь между низкими навыками коммуникации у детей с РАС и уменьшенным объемом мозолистого тела и отдельных его частей; а также показано, что некоторые характеристики структуры мозолистого тела связаны с показателем невербального интеллекта. При изучении структур головного мозга с помощью магнитно-резонансной томографии МРТ исследователи могут не только получать изображения, но и рассчитывать различные показатели для отдельных структур.
Если все нервные клетки мозга собрать в каком-то гипотетическом устройстве, то оно способно будет генерировать электрический разряд, мощность которого может достигать 60 ватт электрическая активность — один из важнейших показателей работы мозга. Мы знаем, что каким-то непостижимым образом нейроны развиваются, самовосстанавливаются и сохраняют память, передавая ее из поколения в поколение. Некоторые люди причем их достаточно много утверждают, что в стрессовых ситуациях к ним приходят воспоминания от далеких предков, о которых они и понятия не имели. Тогда возникает вопрос можно ли прочитать эти записи и как именно это сделать.
Новости про мозг
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.
Много существует болезней, которые повреждают и слух, и зрение, нейродегенеративные процессы сейчас тоже очень распространены, но не потому, что идет СВО, а потому что мы накапливаем какие-то мутации, видимо, в таком очень сложном мире».
Гаджетами удивить все сложнее. Люди с ампутированными конечностями сейчас участвуют в фотосессиях, играют в баскетбол, бегают и даже на рыбалку ходят. В случае успеха исследований к ним вернется еще и осязание.
Картина дня.
В новой работе исследователи оттолкнулись от того, что в cache-домене GPR158 есть небольшой молекулярный карман, схожий с местами связывания аминокислот в других известных cache-доменах. Это позволило предположить, что лигандом для GPR158 также служит аминокислота. Скрининг базовых аминокислотных молекул показал, что только глицин и таурин снижают уровень цАМФ, причем только в клетках, экспрессирующих заданный рецептор. Выяснив это, авторы работы несколькими методами выяснили, что глицин непосредственно связывается с GPR158. В частности, для этого они воспользовались проточным цитометрическим мониторингом связывания глицина, конъюгированного с изотиоцианатом флуресцеина, с экспрессирующими этот рецептор клетками; конкурентным связыванием с меченым тритием глицином, а также изотермической титрационной калориметрией связывания глицина с очищенным рецептором. С помощью молекулярного моделирования исследователи нашли положение глицина в связывающем кармане cache-домена GPR158, стабилизированное сетью водородных связей с аминокислотными боковыми цепями. После этого авторы работы провели электрофизиологическое исследование нейронов II и III слоев медиальной префронтальной коры, выраженно экспрессирующих GPR158, в условиях фармакологической блокады возбуждающей и тормозной ионотропной синаптической импульсации. Под действием глицина значительно повышалось число потенциалов действия и снижалась сила тока, необходимая для вызова первого из них; мембранный потенциал покоя при этом не менялся.
Эксперты фонда обучают родителей и врачей основам надлежащего ухода, оказывают психологическую поддержку. С 2020 года по инициативе фонда ежегодно проводится всероссийская конференция по миодистрофии Дюшенна с международным участием. Своим подопечным фонд помогает получить консервативное и хирургическое лечение, реабилитацию, психологическую помощь и социальную поддержку. Под опекой фонда находятся более 580 семей с детьми и более 200 взрослых. Организация оказывает медико-социальную поддержку людям с БАС, занимается обучением медицинского персонала, участвует в научных исследованиях.
Нейробиологи заявили о прорыве в методах глубокой стимуляции мозга
Эти усилия привели к разработке компьютеров, похожих на мозг, которые отходят от привычного способа двоичной обработки информации, используя аналоговые методы, аналогичные мозгу. Однако, в то время как наш мозг функционирует в водной среде с растворенными ионами соли, большинство современных компьютеров, основанных на мозге, полагаются на твердые материалы. Микроскопическое изображение искусственного синапса. Фото: Утрехтский университет.
Возникает вопрос: не могли бы мы добиться более точного моделирования работы мозга, используя ту же среду?
В чипе от Neuralink 1024 контакта, что позволяет получать массу информации из мозга. Например, предполагается, что парализованный человек с таким чипом обретет способность управлять силой мысли сложными протезами, что в определенной степени вернет ему подвижность и свободу. Нейроинтерфейс по-русски В России работы по созданию нейроинтерфейсов централизованно финансируются государством с 2016 г. Авторы концепции этой дорожной карты при ее составлении исходили из того, что в 30-х гг. Маркерами нейротехнологической революции они назвали появление у нас наряду с мышкой и клавиатурой массовых нейроинтерфейсов для связи с компьютером и вообще с техносферой.
Если дела у Маска пойдут хорошо, есть шанс, что нейротехнологическая революция произойдет раньше и до 30-х гг. С учетом ресурсов его владельца проект привлекает медийное внимание, но с точки зрения активностей более традиционных для научно-медицинской сферы компания выдает мало информации. Кулешов обращает внимание, что, когда Neuralink только объявила, что будет делать нейроимпланты, она сразу позиционировала их как продукт, который в будущем обретет массовое применение. Собственно, последняя новость как раз о том, что Neuralink получила разрешение от FDA на проведение клинических исследований импланта, который считывает активность коры головного мозга. Такой имплант призван помочь парализованным людям. Это действительно важное направление, которое может решить задачу интеграции парализованных людей в социум и повысить их качество жизни».
Neuralink не единственная, кто делает такие импланты для людей с инвалидностью, говорит Кулешов: «В мире таких компаний несколько десятков, но тех, кто имеет сертифицированные продукты и может проводить операции на людях, порядка трех организаций». Это компании, которые выпускают импланты для лечения болезни Паркинсона и других неврологических нарушений. Но несмотря на то что область интересов с Neuralink у нас одна и та же, сами продукты разные по функционалу и области применения.
Терапевт Звонков предупредил в разговоре с радио Sputnik, что при интоксикации организма может возникать мозговая симптоматика — ряд неблагополучных изменений в состоянии человека, спровоцированных нарушениями в ЦНС. Он подчеркнул, что...
Крейга Вентера, обнаружила, что нейроны «шиповника» включают уникальный набор генов, не встречающийся ни в одном из типов клеток головного мозга мыши, которые они изучали. Исследователи Университета Сегеда увидели, что нейроны «шиповника» образуют синапсы с другим типом нейронов в другой части коры человека, известном как пирамидальные нейроны. Это одно из первых исследований коры головного мозга человека, объединяющих столь различные методы для изучения типов клеток, - сказала Ребекка Ходж - старший научный сотрудник Института исследований мозга Аллена и автор исследования. Функции новых нейронов Точная функция новых нейронов пока остается загадкой. Наличие точек соприкосновения с другими нейронами предполагает, что в сильном положении нейроны «шиповника» могут подавлять другие входящие, возбуждающие сигналы, благодаря которым сложные цепи нейронов активизируют друг друга по всему мозгу.
Исследователи теперь планируют изучить, как нейроны «шиповника» организованы в этих более крупных схемах, и выяснить, может ли их дисфункция играть роль в нейропсихиатрических болезнях.
«Мозг мы используем на 100%»: российский нейробиолог — о работе памяти и воспитании гениев
Физические упражнения улучшают здоровье мозга и помогают предотвращать болезнь Альцгеймера, утверждает исследование Института мозга О’Доннела: при низком уровне физической активности быстрее происходит деградация тканей мозга. Ученые намерены продолжить изучение изменений сигналов белого вещества, наблюдаемых при шизофрении, болезни Альцгеймера и других заболеваниях мозга. Последние исследования в области нейроонкологии показали, что глиобластома, злокачественная опухоль мозга, способна «паразитировать» на нейронах, выживать и расти за счет их работы. Недавние исследования показали, что нейроны растут до конца человеческой жизни.
NatNeuro: магнитное воздействие на мозг улучшило обучение пожилых людей на 30%
- Мозг не тот, кем кажется: пять важных открытий последних лет
- ЧТО ЗНАЕТ НАУКА О МОЗГЕ
- Что еще почитать
- Создан работающий на воде и соли компьютер-мозг: Наука: Наука и техника:
Ученые впервые в истории создали гибридный мозг
Делимся с вами самыми громкими новостями из сферы изучения мозга за последние месяцы, которые перевернут ваше представление о самих себе. В ходе исследования нейроинтерфейс Layer 7 Cortical Interface был временно помещён в мозг трёх пациентов, которые уже подвергались нейрохирургическим операциям по удалению опухолей. Тим Камсма, ведущий автор исследования, выделяет значимость данного открытия, отмечая, что использование воды и соли для создания искусственных синапсов, способных обрабатывать сложную информацию, открывает новые перспективы в области моделирования работы мозга. В своем исследовании ученые использовали образцы тканей мозга двух мужчин, которые умерли в возрасте 50 лет. Участники конференции «Редкий мозг» – нейробиологи, неврологи, клинические психологи, психиатры, реабилитологи – расскажут о достижениях нейронаук и о том, как сделать их доступными для семей, где есть люди с нейроотличиями.
Новости про мозг
Дело в том, что как только наш организм чувствует холод, он посылает в мозг теплую кровь в качестве защиты от холодного воздействия. Например, кровеносные сосуды во рту от холодного мороженого быстро расширяются. Другие сосуды, например сосуды на лбу, также могут увеличиваться или уменьшаться. Резкая смена кровотока может вызывать головную боль. Кстати, болевые сигналы при воздействии на холод в мозг приходят через тройничный нерв. Мозг потребляет всего около 20 ватт энергии этого, например, достаточно для питания только одной маленькой лампочки giphy. Сегодня многие писатели, сценаристы любят придумывать истории о том, что искусственный интеллект достиг возможностей мозга человека, став разумным, что привело к войне машин против человечества. На самом деле это чистая фантастика даже в нашу эпоху невероятных технологий.
Дело в том, что сегодняшние технологии искусственного интеллекта охватывают лишь крошечную область нашего мышления. В настоящий момент максимум, чего достигло человечество, — это машинное распознавание образов. Да, конечно, технологии искусственного разума будут развиваться и дальше. Но не нужно забывать и о том, что ИИ является энергозатратным процессом. А наш мозг потребляет всего 20 ватт. Вдумайтесь, что нашей вычислительной машине в голове, чтобы охватить всю нашу мыслительную способность, необходима энергия, которую потребляет маломощная лампа накаливания.
Источник изображений: Niura Стартап вырос из личных переживаний его организаторов, ближайшие родственники которых пострадали от поражений головного мозга. Ключевым элементом устройства являются сухие силиконовые датчики-контакты, которые размещены по периметру наушников. Они обеспечивают достаточно хороший контакт с кожей и, по словам компании, не снижают чувствительность при обильном потоотделении. Решение Niura простое в использовании и может использоваться постоянно в отличие от обычных датчиков для снятия электроэнцефалограммы ЭЭГ. Это особенно важно, например, в ходе проведения операций на головном мозге. В обычных условиях ЭЭГ снимается до и после проведения операции, а с помощью наушников Niura это можно делать непосредственно в процессе проведения операции. Близость внутриушного электрода наушников Niura к слуховой коре головного мозга, которая отвечает за обработку музыки и аудио, обещает раскрыть ещё один потенциал устройства. Наушники смогут различать настроение пользователей, и с помощью рекомендательного ИИ-сервиса будут воспроизводить музыку, соответствующую душевному состоянию. Данные с наушников передаются в смартфон, где происходит их обработка. На всех этапах происходит шифрование трафика и данных в соответствии с требованиями американских регуляторов. Компания получила ряд предварительных патентов на ключевые технологии и ведёт переговоры с ведущими мировыми брендами о выпуске коммерческой продукции на основе платформы Niura. Самостоятельно этим она заниматься не будет. Будет только предоставлять лицензии. Пациенты прослушивали трек «Another Brick in the Wall Part 1 » группы Pink Floyd, а имплантированные в мозг датчики снимали показания. Различение ритма и мелодии в сигналах мозга поможет разработать имплантаты для людей, страдающих нарушениями в области восприятия речи и эмоций и не только. Источник изображения: Pixabay Для поиска зон мозга, ответственных за восприятие музыки в широком смысле этого слова, в мозг 29 пациентов были имплантированы по 2268 электродов. Всем им ставили композицию Pink Floyd «Ещё один кирпич в стене», ставшую классикой рока. Параллельно прослушиванию с датчиков снимались показания мозговой активности, которые затем расшифровывали с помощью линейного и нелинейного ИИ-алгоритма. Что в итоге получилось, можно прослушать в ролике ниже. Ценители Pink Floyd могут прийти в ужас от услышанного. С другой стороны, мозг может служить своеобразным фильтром, придающим композиции новизну и определённую оригинальность. Нельзя исключать, что это, в том числе, приведёт к появлению новых музыкальных находок и даже направлений. При поиске ориентированных на музыку областей в головном мозге учёные решали другую задачу. Есть большой класс пациентов, страдающих от нарушений в восприятии и воспроизведении речи. В общем случае это называется просодией. Просодия подразумевает невозможность выделить в речи эмоции, ударения, акценты и другие нюансы, что сильно ограничивает страдающих ею в социализации. Считывание мелодии прямо с мозга помогло определить центры, отвечающие за мелодику и ритм. Фактически это путь к преодолению недуга с помощью имплантатов и ИИ-алгоритмов. Прежде всего — это верхняя височная извилина, а также области в сенсорно-моторной коре и нижней лобной извилине. В этих областях были расположены 347 электродов из 2268, установленных для эксперимента. Это то разрешение, с которым была считана с мозга легендарная композиция Pink Floyd, что наверняка можно улучшить в последующих экспериментах. Интересно, как к этому отнесутся правообладатели? Самым действенным способом по-прежнему остаётся установка электродов на кожу головы или имплантация непосредственно в мозг. Возможно, с этим сможет помочь новый китайский датчик активности мозга, который очень просто устанавливается в ушной канал пациента. Источник изображений: Nature Communications 2023 Разработанное группой ученых из китайского Университета Цинхуа устройство получило название SpiralE. Это тонкая многослойная полоска длиной 50 мм и шириной 3 мм. Полоска состоит из двух слоёв полимера с памятью формы, слоя электротермической активации формы и слоя с сенсорами для снятия электроэнцефалограммы. Для ввода в ушной проход пациента датчик скручивается в плотный жгут. Уже на месте на датчик воздействуют электромагнитным полем, которое вызывает нагрев в его активирующем слое и, как следствие, заставляет полимерные слои с памятью формы распрямляться. Этот процесс приводит к тому, что датчик плотно соприкасается с кожей, и это обеспечивает аккуратное снятие сигналов мозговой активности. При этом каждый раз датчик принимает индивидуальные формы слухового канала, что делает его универсальным. Наконец, он не загораживает слуховой проход и не снижает чувствительность слуха человека, и легко извлекается. Учёные рассчитывают, что подобный датчик найдёт применение в изучении качества сна пациентов спать с современными наголовными датчиками то ещё удовольствие , при выявлении эпилепсии и даже для слежения за активностью водителей, о чём они рассказали в своей статье в журнале Nature Communications. Созданная компанией система Layer 7 Cortical Interface расшифровывает сигналы мозга и переводит их в компьютерные команды. А недавно компания провела своё первое клиническое исследование на людях. Источник изображений: Precision Neuroscience Системе BCI brain—computer interface от Precision под названием Layer 7 Cortical Interface требуются считанные секунды, чтобы в реальном времени произвести визуализацию активности мозга пациента в высоком разрешении. По утверждению компании, система генерирует изображение нейронной активности с самым высоким разрешением из когда-либо зарегистрированных. В ходе исследования нейроинтерфейс Layer 7 Cortical Interface был временно помещён в мозг трёх пациентов, которые уже подвергались нейрохирургическим операциям по удалению опухолей. Датчик системы представляет собой массив электродов, слегка напоминающий кусочек скотча. Precision утверждает, что, будучи тоньше человеческого волоса, датчики прилегают к поверхности мозга, не повреждая ткани. По словам Мермела, технология работала именно так, как ожидалось, поэтому в дальнейшем область исследований планируется значительно расширить. Если испытания пройдут в соответствии с планом Precision, пациенты с тяжёлыми дегенеративными заболеваниями, такими как боковой амиотрофический склероз БАС , могут в конечном итоге восстановить некоторую способность общаться с близкими, перемещая курсоры, печатая и даже получат доступ к социальным сетям. По словам доктора Бенджамина Рапопорта Benjamin Rapoport , соучредителя и главного научного сотрудника Precision, ряд различных академических медицинских центров предложил поддержать пилотное клиническое исследование компании. Он рассказал, что компания сотрудничала с Рокфеллеровским институтом неврологии Университета Западной Вирджинии, и обе организации готовились к процедурам более чем за год. Продолжительность одного обследования составляет 15 минут. Один из пациентов спал во время процедуры, а двое бодрствовали для изучения их мозговой активности во время общения. Электроды достаточно давно используются на практике, чтобы помочь нейрохирургам контролировать активность мозга, но разрешение обычных систем очень низкое. Стандартные электроды имеют размер около 4 мм, в то время как массив Precision такого размера может вместить от 500 до 1000 контактов. В конечном итоге Precision надеется, что её технология вообще не потребует открытой операции на головном мозге. Хирург будет иметь возможность имплантировать массив, сделав тонкий разрез в черепе и вставив нейроинтерфейс, как письмо в почтовый ящик. Щель будет толщиной менее миллиметра — настолько маленькой, что пациентам не нужно брить волосы для процедуры. Конкурирующие компании в сфере BCI, такие как Paradromics и Neuralink, разработали системы, предназначенные для введения непосредственно в ткань мозга. Это даёт чёткое представление о деятельности каждого нейрона, но может привести к повреждению тканей.
Он подчеркнул, что...
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 побудило учёных из Университета Западного Сиднея Австралия запустить проект по созданию нейроморфного суперкомпьютера DeepSouth — первой в мире машины, моделирующей импульсные нейронные сети в масштабах человеческого мозга. Смоделированные импульсные нейросети на стандартных компьютерах с использованием графических GPU и многоядерных центральных процессоров CPU слишком медленны и энергоёмки. Наша система это изменит. Как ожидается, DeepSouth будет запущен в апреле 2024 года. Он сможет обрабатывать большие объёмы данных с высокой скоростью, оставаясь меньше других суперкомпьютеров и потребляя гораздо меньше энергии благодаря архитектуре импульсной нейронной сети, говорят учёные. Система является модульной и масштабируемой — она содержит доступное на рынке оборудование, а значит, в будущем её можно будет расширять или, напротив, сокращать для решения конкретных задач. Цель проекта — приблизить системы ИИ к механизмам работы человеческого мозга, изучить механизмы работы мозга и при благополучном исходе добиться успехов, актуальных в других областях. Примечательно, что другие исследователи подошли к той же проблеме с диаметрально противоположной стороны: недавно американские учёные вырастили ткань человеческого мозга, подключили её к компьютеру и добились впечатляющих результатов. Получив разрешение на проведение испытаний на людях, Neuralink уже в следующем году собирается прооперировать 11 пациентов. Источник изображения: Neuralink Как поясняет Bloomberg в своём обширном материале на эту тему, Илону Маску удалось несколько ускорить процедуру одобрения клинических испытаний имплантов Neuralink на людях, поскольку обычный порядок подразумевает, что первый пациент после успешной операции должен наблюдаться у специалистов на протяжении одного года, и только после этого компания могла бы получить разрешение на проведение последующих операций. В действительности же агентство FDA пошло на уступки Neuralink, и разрешило компании провести клинические испытания имплантов сразу на 11 пациентов, которые должны быть прооперированы в следующем году. Стартап уже получил обращения от тысяч пациентов, но к следующем году будут отобраны 11 добровольцев для первой фазы эксперимента. В идеале, как отмечает Bloomberg, каждый из участников эксперимента должен быть моложе 40 лет и страдать от паралича верхних и нижних конечностей. На первом этапе вживления импланта хирург должен будет вырезать круглое отверстие в черепной коробке пациента над той областью человеческого мозга, которая отвечает за подвижность конечностей. Разработанный Neuralink медицинский робот затем внедрит в кору головного мозга 16 тончайших покрытых полимерной оболочкой шлейфов, объединяющих несколько электродов, каждый из которых в 14 раз тоньше человеческого волоса и имеет диаметр не более 5 мкм. Столь филигранные манипуляции нельзя доверить хирургу, а потому данная часть операции автоматизирована. Затем в отверстие в черепной коробке заподлицо с поверхностью устанавливается миникомпьютер, который по диаметру близок к пятирублёвой монете. Вживлённые в мозг электроды соединяются с выводами этого миникомпьютера. На все этапы операции должно уходить около двух с половиной часов, хотя Илон Маск в идеале хотел бы сократить это время до 15 минут. В отличие от изделий большинства конкурентов, имплант Neuralink способен передавать информацию по беспроводному интерфейсу, а ёмкости его аккумулятора хватает на несколько часов работы, после чего его можно подзарядить беспроводным способом, надев на пациента специальную кепку на пару часов. В следующих версиях имплант должен получить до 128 тончайших шлейфов, вживляемых в кору головного мозга, а время работы от аккумулятора будет увеличено до 11 часов. В идеале, как заявляют представители Neuralink, пациент должен иметь возможность заряжать имплант во сне через устройство, встроенное в подушку. В 2025 году компания рассчитывает вживить людям 27 имплантов, в 2026 году провести операции ещё на 79 пациентах, в 2027 году выйти на 499 операций, а к 2030 году освоить 22 204 операций ежегодно. Помимо робота собственной разработки, Neuralink самостоятельно разрабатывает и изготавливает полупроводниковые компоненты. Имплант не должен нагреваться во время работы или каким-то иным образом беспокоить пациента, поэтому многие компоненты на данном этапе компания разрабатывает и выпускает собственными силами. В 2021 году около 12 хирургических роботов имплантировали чипы 155 животным, в прошлом году количество операций возросло до 294 штук. В идеале Neuralink рассчитывает разработать и отдельный имплант для спинного мозга, который позволит вернуть подвижность паралитикам. Имплант для головного мозга будет использоваться для восстановления возможности общаться с внешним миром хотя бы через компьютер , а также управлять бионическими протезами. Имплант для спинного мозга позволит вернуть подвижность собственным конечностям пациента. Проживающие в лабораториях обезьяны, которым Neuralink на протяжении трёх последних лет устанавливает мозговые импланты, уже научились управлять компьютерным курсором в играх. Помимо пресловутой игры в пинг-понг , они освоили передвижение курсора силой мысли по матрице из 35 квадратных ячеек, которые подсвечиваются в произвольном порядке. По мере тренировки конкретного подопытного животного возрастает и скорость управления курсором. В долгосрочной перспективе, как отмечает один из основателей Neuralink Ди-Джей Сео DJ Seo , целью компании является предоставление возможности миллиардам людей раскрыть их потенциал и превзойти наши биологические способности. Устройство призвано помочь людям, страдающим речевыми расстройствами или неспособными на вербальное общение по тем или иным причинам. Первые опыты показали хорошие перспективы разработки. Это как слушать аудиокнигу на вдвое меньшей скорости, заявляют авторы исследования. Обычно человек проговаривает до 160 слов в минуту, что делает общение живым и естественным. Чтобы люди с поражением речевого аппарата также могли участвовать в таком общении, им нужны более точные датчики мозговой активности. Группа учёных из Университета Дьюка совместно с лабораторией биомедицинской инженерии университета создали датчик активности мозга с 256 сенсорами на кусочке пластика размером с почтовую марку.
Мозг и когнитивные способности
Исследования в данной области подчеркивают два основных отличия между работой мозга и компьютеров. Клетки тканей головного мозга слева и справа изолированы друг от друга, но за несколько дней сами по себе соединяются и образуют единую нейросеть. Физические упражнения улучшают здоровье мозга и помогают предотвращать болезнь Альцгеймера, утверждает исследование Института мозга О’Доннела: при низком уровне физической активности быстрее происходит деградация тканей мозга. Тем временем ситуация за эти годы изменилась, современная реальность такова, что упор во всех областях науки делается на первоочередные, горящие проекты, а значит, и программа по исследованию мозга должна была немного измениться.
Ученые обнаружили новые клетки человеческого мозга
Целью настоящего исследования было, во-первых, изучение различий в структуре мозолистого тела между детьми с РАС и их типично развивающимися сверстниками. Во-вторых, исследователи хотели выявить возможные взаимосвязи между характеристиками мозолистого тела у детей с РАС и различными показателями развития и поведения речевыми навыками, невербальным интеллектом, тяжестью аутистических проявлений. В исследовании приняли участие 38 детей младшего школьного возраста 19 детей с РАС и 19 детей типичного развития. Данные о структуре мозолистого тела были получены с помощью МРТ.
Помимо этого у участников исследования был измерен невербальный интеллект, речевые навыки и выраженность различных аутистических черт. 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.
Наши импланты предназначены для восстановления зрения и слуха. Мы уже проводим испытания на обезьянах, и нас отделяет еще полтора-два года от того, чтобы мы могли поставить нейроимпланты людям». Я надеюсь, что таких проектов у нас станет больше, благодаря успехам Neuralink в том числе». Эксперт обращает внимание, что любой переход на другую ступень технологического развития дает колоссальный эффект: «Ученые начинают исследовать тему глубже, разработчики с большим энтузиазмом идут в новые стартапы, у государственных институтов появляется соответствующая повестка. Именно это обеспечивает синергетический эффект для таких сложных и многогранных вопросов как нейробиология и нейроимплантация». Медицина или масс-маркет Совершенно понятно, что Маск развивает Neuralink не в целях помочь парализованным. Точнее, не только для этого. Маск хочет стать человеком, который непосредственно осуществит нейротехнологическую революцию. Впрочем, у специалистов разные мнения относительно как общих перспектив, так и скорости осуществления такой революции. Инвазивный интерфейс не заменит существующий сегодня, потому что требует большего практического внедрения и большего практического опыта для большинства людей».
Если Маск сможет продвинуть успех Neuralink, то это будет новым этапом применения технологий, полагает Щельцин: «Это увеличит интерес к стартапам в этой сфере для других корпораций и как минимум может привести к инвестиционной революции, а как максимум — к медийной и социальной. Но к массовому потреблению, как это было в VR, например, это не приведет». Щельцин констатирует, что в РФ проводилось и проводится много исследований в сфере нейроинтерфейсов, считывания информации: «Но основная проблема таких стартапов в том, что нашим ученым и разработчикам не хватает предпринимателей, грамотно упаковывающих эти проекты в конкретные продукты, которые можно будет применять в разных сферах. Оставшиеся фонды не способны закрывать эти задачи.
Об этом и многом другом смотрите в выпуске. Что влияет на это?
Он подчеркнул, что...